يستطيع تلسكوب بعيد عن القمر بعيدًا عن القمر اكتشاف الكواكب الخارجية من خلال غلافها المغناطيسي

من الصعب القيام بعلم الفلك الراديوي على الأرض ، ويزداد الأمر صعوبة كل يوم. إن اعتمادنا اليومي على تكنولوجيا الراديو يعني أن التداخل اللاسلكي يمثل تحديًا مستمرًا ، حتى في المناطق النائية. وبالنسبة لبعض الأطوال الموجية ، حتى الغلاف الجوي للأرض يمثل مشكلة ، حيث يمتص الضوء الراديوي أو ينثره بحيث لا تستطيع التلسكوبات الأرضية مراقبة هذه الأطوال الموجية جيدًا. للتغلب على هذه التحديات ، اقترح علماء الفلك وضع تلسكوب لاسلكي على الجانب الآخر من القمر.

تصميم مقترح لتلسكوب لاسلكي في فوهة بركان القمر. الائتمان: Saptarshi Bandyopadhyay

مع عدم وجود غلاف جوي لامتصاص الضوء ، يوفر القمر رؤية مثالية لسماء الراديو. يتم أيضًا حماية الجانب البعيد من القمر من جميع إشارات الراديو الخاصة بالأرض. إذا أردنا بناء طبق راديو في فوهة قمرية ، على غرار الطريقة التي تم بها بناء أريسيبو في واد طبيعي ، فسنحصل على أكثر تلسكوب لاسلكي حساسية على الإطلاق. سيكون حساسًا جدًا بحيث يمكننا استخدامه لاكتشاف الكواكب الخارجية.

يأتي معظم ما نعرفه عن الكواكب الخارجية من الضوء المرئي ، عادةً عندما يمر كوكب خارج المجموعة الشمسية من أمام نجمه من وجهة نظرنا. يمكن أيضًا أن تكون الكواكب الخارجية ساطعة في الأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي فإن الكواكب الخارجية التي لاحظناها مباشرة تُرى في ضوء الأشعة تحت الحمراء. ولكن هناك أوقات يمكن فيها لكوكب خارج المجموعة الشمسية أن يصدر ضوءًا لاسلكيًا. كوكب المشتري ، على سبيل المثال ، يكون ساطعًا جدًا في الراديو بسبب مجاله المغناطيسي القوي والشفق القطبي الشديد. بعض الكواكب الخارجية الكبيرة والأقزام البنية لديها شفق قطبي قوي بما يكفي بحيث يمكننا رؤية توهج الراديو الخاص بها من الأرض.

محاكاة الشفق القطبي على كوكب خارج المجموعة الشمسية. الائتمان: أنتوني سيولا

من المحتمل ألا تكون الكواكب الخارجية بحجم الأرض ساطعة بدرجة كافية في الأطوال الموجية الراديوية لتراها من الأرض ، ولكن هل يمكن رؤيتها من التلسكوب الراديوي القمري؟ تم نشر الإجابة على هذا السؤال مؤخرًا فيمجلة الفيزياء الفلكية. في هذه الدراسة ، قام الفريق بمحاكاة تأثيرات الغلاف المغناطيسي للكوكب على ضوء الراديو الذي ينبعث منه ، وتحديداً الشفق القطبي الناتج خلال الفترات النشطة لنجم الكوكب.

أحد الأشياء التي اكتشفوها هو أنه بينما يميل الشفق القطبي للضوء المرئي إلى التجمع عند الأقطاب المغناطيسية للكوكب ، يحدث الشفق الراديوي بعيدًا عن القطبين ويكون أكثر انتشارًا. يحدث الشفق القطبي الراديوي على الأرض ، لكن لا يمكننا رؤيته لأن الغلاف الجوي المتأين للأرض يمتص الضوء. سيحجب غلافنا الأيوني أيضًا أي شفق راديوي من الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض. لكن المرصد القمري سيكون قادرًا على رؤية هذا الشفق الراديوي ، حتى عندما يأتي من الجانب المظلم للكوكب.

بناءً على محاكاة هذه الدراسة ، يمكن تحديد قوة واستقرار الغلاف المغناطيسي من ملاحظات الراديو القمري. هذا مهم بشكل خاص للكواكب الخارجية في المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكنى لنجم. تعتبر الأرض ملاذًا للحياة لأنها تتمتع بغلاف جوي غني ، وهو نتيجة مباشرة لغلافها المغناطيسي القوي. من خلال دراسة الغلاف المغناطيسي للكواكب الخارجية ، يمكننا معرفة ما إذا كان لديهم أيضًا غلاف جوي غني.

تدرس ناسا حاليًا كيف يمكننا بناء تلسكوب لاسلكي على القمر. إذا تم بناؤه في العقود القادمة ، فقد نرى أخيرًا توهج الشفق القطبي لأرض بعيدة.

المرجعي:سيولا ، أنتوني ، وآخرون. ' دمج تسريع الإلكترون الذي يحركه التيار في الغلاف المغناطيسي الداخلي في المحاكاة العددية للانبعاثات الراديوية للكواكب الخارجية . 'مجلة الفيزياء الفلكية914.1 (2021): 60.