CALM/arwiki huggingface dataset:
ونتيجة لعمليات عدة-أصبح الانتشار وتبادل عدم الاستقرار هما آلياتان الهروب الاساسية-تسربت البلازما بطيئا بعيدة عن المشتري. بما أن البلازما تحركت بعيدا عن الكوكب، فقد زادت التيارات الشعاعية المتدفقة معها تدريجيا من سرعتها، محافظة علي مشاركتها في الدوران. هذه التيارات الشعاعية هي أيضا مصدر الحقل المغناطيسي للعنصر السمتي، ونتيجة لذلك إنححناءه للخلف عكس اتجاه الدوران. تقل كثافة عدد جزيئات البلازما من حوالي 2,000 cm−3 في نتوء الآيو إلي 0.2 cm−3 علي مسافة 35 RJ. في الغلاف المغناطيسي الأوسط، علي مسافات تزيد عن 20 RJ من كوكب المشتري، تتراجع المشاركة في الدوران تدريجيا وتبدأ البلازما في الدوران أكثر بطئا من الكوكب. أخيرا، علي مسافات أكثر من 40 RJ (في الغلاف المغناطيسي الخارجي)، تهرب هذه البلازما تماما من الحقل المغناطيسي تاركة الغلاف المغناطيسي ضمن الذيل المغناطيسي. مثل البرد، تتحرك البلازما الكثيفة نحو الخارج، ويحل محلها بلازما ساخنة أقل كثافة (درجة حرارة 20 كيلو إلكترون فولت(200 مليون كيلو) أو أعلي) تتحرك من الغلاف المغناطيسي الخارجي. تسخن هذه البلازما دون تبادل حراري وهي تقترب من المشتري، مكونة الأحزمة الإشعاعية في الغلاف المغناطيسي الداخلي لكوكب المشتري.
القرص المغناطيسي.
في حين أن شكل الحقل المغناطيسي لكوكب الأرض يشبه الدمعة تقريبا، فالحقل المغناطيسي للمشتري أكثر تسطحا، يشبه القرص كثيرا، و"يتذبذب" بانتظام علي مقربة من محوره. فالأسباب الأساسية لهذا التكوين الشبيه بالقرص هم قوة الطرد المركزي من البلازما المشاركة في الدوران، والضغط الحراري للبلازما الحارة؛ كلاهما يعمل لامتداد خطوط الحقل المغناطيسي لكوكب المشتري، مكونة بنية مسطحة تشبه الكعك، تعرف باسم القرص المغناطيسي، علي مسافات تزيد عن 20 RJ من الكوكب. للقرص المغناطيسي قطاع تيار رفيع عند المسطح المتوسط، يقع تقريبا بالقرب من خط الاستواء المغناطيسي. تشير خطوط الحقل المغناطيسي بعيدا عن المشتري، فوق القطاع وباتجاه المشتري من أسفله. توسع حمولة البلازما من القمر آيو من حجم الغلاف المغناطيسي لجوفيان، ذلك لأن القرص المغناطيسي يشكل ضغط داخلي إضافي، والذي يوازن ضغط الرياح الشمسية. في غياب آيو، تصبح المسافة من الكوكب إلي الفاصل المغناطيسي عند النقطة الواقعة تحت الشمس 42 RJ أو أقل، بينما هي في الحقيقة تصل إلي 75 RJ بمعدل متوسط.
يحافظ التيار السمتي الحلقي علي تكوين حقل القرص المغناطيسي (ليس متماثل مع التيار الحلقي لكوكب الأرض)، والذي يتدفق مع الدوران من خلال قطاع خط استواء البلازما. تنتج قوة لورنتز من تفاعل هذا التيار مع الحقل المغناطيسي الكوكبي مشكلا قوة جذب مركزي، والتي تحافظ علي البلازما المشاركة في الدوران من الهروب من الكوكب. يقدر إجمالي التيار الكهربائي الحلقي في قطاع تيار خط الاستواء بنحو 90-160 مليون أمبير.
الديناميكا.
التيارات الشعاعية المشاركة في الدوران.
السائق الأساسي للغلاف المغناطيسي للمشتري هو دوران الكوكب. في هذا الصدد، يشبه كوكب المشتري جهاز يسمي المولد أحادي القطب. عندما يدور كوكب المشتري، تتحرك طبقته المؤينة نسبيا إلي حقل الكوكب المغناطيسي ثنائي القطب. لأن العزم المغناطيسي ثنائي القطب يشير نحو إتجاه الدوران، حركت قوة لورنتز، التي ظهرت نتيجة لهذه الحركة، الكترونات سالبة الشحنة إلي القطبين، بينما اندفعت الآيونات موجبة الشحنة نحو خط الاستواء. ونتيجة لذلك، أصبح القطبين سالبين الشحنة، كما أصبحت المناطق القريبة من خط الاستواء موجبة الشحنة. بما أن الغلاف المغناطيسي للمشتري ملئ ببلازما موصلة وبقوة، تغلق الدائرة الكهربائية المتوفرة خلاله. يتدفق تيار يسمي التيار المباشر علي طول خطوط الحقل المغناطيسي من الطبقة المؤينة إلي قطاع خط استواء البلازما. ثم يتدفق هذا التيار بشكل شعاعي بعيدا عن الكوكب خلال قطاع خط استواء البلازما ويعود في النهاية إلي الطبقة المؤينة الكوكبية من المراكز الخارجية للغلاف المغناطيسي التي توجد علي طول خطوط الحقل المتصلة بالقطبين. عادةً ما يطلق علي التيارات المتدفقة علي طول خطوط الحقل المغناطيسي الانحياز الحقلي أو تيار بيركلاند. يتفاعل التيار الشعاعي مع الحقل المغناطيسي الكوكبي، وتسرع قوة لورنتز الناتجة من سرعة بلازما الغلاف المغناطيسي باتجاه الدوران الكوكبي. هذه هي الآلية الرئيسة التي تحافظ علي مشاركة البلازما في الدوران في الغلاف المغناطيسي للمشتري.
يكون التيار المتدفق من الطبقة المؤينة لقطاع البلازما قوي عندما يدور الجزء المقابل للقطاع البلازمي أبطأ من الكوكب. كما ذكر أعلاه، تتراجع المشاركة في الدوران في المنطقة الواقعة بين 20 و 40 RJ من كوكب المشتري. هذه المنطقة مقابلة للقرص المغناطيسي، حيث يمتد الحقل المغناطيسي للغاية. ينشأ التيار المباشر القوي المتدفق داخل القرص المغناطيسي في نطاق خطوط عرض محدودة جدًا بنحو 16 ± 1° من القطبين المغناطيسيين لجوفيان. تتوافق هذه المناطق الدائرية الضيقة مع البيضاويات الشفقيات الأساسية لكوكب المشتري. (أنظر أدناه). يدخل التيار العائد المتدفق من الغلاف المغناطيسي الخارجي أبعد من 50 RJ إلي المنطقة المؤينة لجوفيان بالقرب من القطبين، مغلقة الدائرة الكهربائية. يقدر إجمالي التيار الشعاعي في الغلاف المغناطيسي لجوفيان بنحو 60 مليون-140 مليون أمبير.
تؤدي سرعة البلازما داخل مشاركتها في الدوران إلي تحويل الطاقة من دوران جوفيان إلي الطاقة الحركية للبلازما. هذا يعني أن الغلاف المغناطيسي لجوفيان مزود بالطاقة من قبل دوران الكوكب، بينما الغلاف المغناطيسي لكوكب الأرض مزود بالطاقة إلي حد بعيد من الرياح الشمسية.
عدم الاستقرار المتبادل وإعادة الاتصال.
تكمن المشكلة الأساسية في حل الديناميكا الخاصة بالغلاف المغناطيسي لجوفيان في نقل البلازما الثقيلة والباردة من نتوء قمر آيو علي مسافة 6 RJ إلي الغلاف المغناطيسي الخارجي الواقع علي مسافات تزيد عن 50 RJ. الآلية المحددة لهذه العملية ليست معروفة، وإنما من المفترض حدوثها نتيجة لانتشار البلازما بسبب عدم الاستقرار المتبادل. هذه العملية شبيهه بعدم استقرار رايلي تايلور في الديناميكا المائية. في حالة الغلاف المغناطيسي لجوفيان، تلعب قوة الطرد المركزي دور الجاذبية؛ السائل الثقيل هو البلازما الآيونية الكثيفة والباردة (أي المتعلقة بالقمر آيو)، والسائل الخفيف هو البلازما الأقل كثافة والساخنة المنبعثة من الغلاف المغناطيسي الخارجي. يؤدي عدم الاستقرار إلي التبادل بين الأجزاء الداخلية والأخري الخارجية للغلاف المغناطيسي لأنابيب التدفق المليئة بالبلازما. تتحرك أنابيب التدفق الفارغة القابلة للطفو نحو الكوكب، بينما تدفع الأنابيب الثقيلة المليئة بالبلازما الآيونية بعيدا عن كوكب المشتري. هذا التبادل للأنابيب المتدفقة هو شكل من أشكال الجريان المضطرب للغلاف المغناطيسي.
أكد مسبار فضاء غاليليو بعض الشيء أن هذه صورة افتراضية بشكل كبير لتبادل أنابيب التدفق، التي تكشف عن مناطق تنخفض فيها كثافة البلازما انخفاضًا حادًا وتزيد فيها قوة الحقل في الغلاف المغناطيسي الداخلي. هذه الفجوات يمكن أن تتوافق تقريبًا مع أنابيب التدفق الفارغة القادمة من الغلاف المغناطيسي الخارجي. في الغلاف المغناطيسي الأوسط، اكتشف غاليليو ما يسمي بأحداث الحقن، والتي تحدث عندما تصطدم البلازما الساخنة القادمة من الغلاف المغناطيسي الخارجي مع القرص المغناطيسي، مما يؤدي إلي زيادة تدفق الجزيئات النشطة وتعزيز الحقل المغناطيسي. فلا يوجد آلية معروفة حتي الآن توضح كيفية نقل البلازما الباردة إلي الخارج.
عندما تصل الأنابيب المتدفقة المحملة بالبلازما الآيونية الباردة إلي الغلاف المغناطيسي الخارجي، فهم يدخلون عملية إعادة الاتصال، والتي تفصل الحقل المغناطيسي عن البلازما. يعود الأول إلي الغلاف المغناطيسي الداخلي علي هيئة أنابيب التدفق المليئة بالبلازما قليلة الكثافة والساخنة، بينما يطلق الآخر أسفل الذيل المغناطيسي علي هيئة نقط ضخمة من البلازما. لاحظ أيضًا مسبار غاليليو أن عمليات إعادة الاتصال قد تتوافق مع أحداث إعادة التشكيل العالمية، والتي تحدث بشكل منتظم كل 2-3 أيام. تتضمن أحداث التشكيل عادةً اختلاف فوضوي وسريع لقوة واتجاه الحقل المغناطيسي، بالإضافة إلي تغييرات مفاجئة في حركة البلازما، والتي غالبًا ما تتوقف عن المشاركة في الدوران وتبدأ التدفق خارجيًا. فقد تم ملاحظتهم في قطاع الفجر لظلام الغلاف المغناطيسي. تسمي البلازما المتدفقة أسفل الذيل علي طول خطوط الحقل المفتوحة بالرياح الكوكبية.
تتشابه أحداث إعادة الاتصال مع العواصف المغناطيسية الجزئية في الغلاف المغناطيسي لكوكب الأرض. يبدو أن الاختلاف في مصادر الطاقة الخاصة بهم: تشمل العواصف الجزئية الأرضية تخزين طاقة الرياح الشمسية في الذيل المغناطيسي، يليها تحريره من خلال حدث إعادة الاتصال في قطاع التيار المحايد التابع للذيل. يشكل الآخر أيضًا نقطة ضخمة من البلازما، والتي تتحرك أسفل الذيل. علي العكس، في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري، تخزن الطاقة الدورانية في القرص المغناطيسي وتتحرر عندما تنفصل عنها نقطة البلازما الضخمة.
تأثير الرياح الشمسية.
حيث أن ديناميكا الغلاف المغناطيسي لجوفيان تعتمد أساسًا علي المصادر الداخلية للطاقة، فمن المحتمل وجود دور أيضًا للرياح الشمسية، خاصةً كمصدر للبروتونات عالية الطاقة. تبرز بنية الغلاف المغناطيسي الخارجي بعض خصائص الغلاف المغناطيسي الذي تحركه الرياح الشمسية، والذي يشمل عدم التناسق الهام لغسق الفجر. خاصةً، ميل خطوط الحقل المغناطيسي في قطاع الغسق عكس اتجاه هؤلاء في قطاع الفجر. إضافةً إلي ذلك، يحتوي الغلاف المغناطيسي للفجر خطوط حقل مفتوحة متصلة بالذيل المغناطيسي، بينما في الغلاف المغناطيسي للغسق، خطوط الحقل مغلقة. تشير هذه الملاحظات جميعًا أن عملية إعادة الاتصال تتحرك بواسطة الرياح الشمسية، والمعروفة علي كوكب الأرض بدورة ضانجي، والتي يمكن أن تحدث أيضًا في الغلاف المغناطيسي لجوفيان.
ليس معروف حاليًا مدي تأثير الرياح الشمسية علي الديناميكا الخاصة بالغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري؛ ولكن، يمكن أن تكون شديدة خاصةً في أوقات ارتفاع النشاط الشمسي. يبرهن الراديو الشفقي، وانبعاثات الأشعة السينية والبصرية، بالإضافة إلي الانبعاثات السنكروتونية المنبعثة من الأحزمة الإشعاعية مدي ارتباطهم بضغط الرياح الشمسية، مشيرًا إلي احتمالية تحريك الرياح الشمسية لدوران البلازما أو تعديل العمليات الداخلية في الغلاف المغناطيسي.
الانبعاثات.
الأشفاق.
يظهر كوكب المشتري مضيئًا، بالأشفاق المستمرة حول القطبين. علي خلاف أشفاق كوكب الأرض، فهي مؤقتة وتحدث فقط في أوقات النشاط الشمسي المتزايد، فالبرغم من أن كثافة أشفاق المشتري تختلف من يوم إلي آخر، فهي دائمة. تتألف الأشفاق من ثلاثة مكونات رئيسة: البيضاويات الرئيسيات، المضيئة والضيقة (أقل من 1000 كم في عرضًا) تقع الخصائص الدائرية علي مسافة 16° تقريبًا من القطبين المغناطيسيين؛ والبقع الشفقية للأقمار الصناعية، والتي تتوافق مع آثار خطوط الحقل المغناطيسي التي تربط الطبقة المؤينة للمشتري مع الطبقة المؤينة لأقماره الضخمة؛ وتقع الانبعاثات القطبية المؤقتة ضمن البيضاويات الرئيسات. حيث أنه يتم اكتشاف الانبعاثات الشفقية في ما يقرب جميع أجزاء الطيف الكهرومغنطيسي بدايةً من موجات الراديو حتي الأشعة السينية (حتي 3 كيلو الكترون فولت)، فهم مضيئون في منتصف الأشعة تحت الحمراء (الطول الموجي 3-4 μm و 7-14 μm) والمناطق الطيفية العميقة فوق البنفسجية (الطول الموجي 80-180 نانو متر).
البيضاويات الرئيسة هم الأجزاء المهيمنة لأشفاق جوفيان. فهم ذي أشكال ومواقع ثابتة، ولكن كثافتهم يتم تعديلها بقوة بواسطة ضغط الرياح الشمسي-الرياح الشمسية الأقوي، الأضعف الأشفاق. كما ذكر أعلاه، يتم الحفاظ علي البيضاويات الرئيسات بواسطة التدفق القوي للإلكترونات التي تزيد سرعتها بقطرات الجهد الكهربائي بين بلازما القرص المغناطيسي وطبقة جوفيان المؤينة. تحمل هذه الالكترونات تيارات المجال المنحاز، التي تحافظ علي مشاركة البلازما في الدوران في القرص المغناطيسي. تتطور قطرات الجهد لأن البلازما الخفيفة خارج قطاع خط الاستواء تستطيع أن تحمل فقط تيار ذي قوة محدودة بدون هذه التيارات. تمتلك الالكترونات المتسرعة طاقة في حدود 10-100 كيلو الكترون فولت وتخترق بعمق في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، خيث يتحولون إلي أيونات ويحفزون الهيدروجين الجزيئي مسببون انبعاثات فوق البنفسجية. فإجمالي مدخلات الطاقة داخل الطبقة المؤينة 10-100 تيرا واط. بالإضافة إلي ذلك، التيارات المتدفقة في الطبقة المؤينة تجعله ساخنًا بواسطة عملية تسمي قانون جول. هذا التسخين، الذي ينتج ما يصل إلي 300 تيرا واط من الطاقة، مسئولاً عن الأشعة القوية تحت الحمراء من أشفاق جوفيان وإلي حد ما عن تسخين الغلاف الحراري للمشتري.
وُجِدت البقع لتتوافق مع ثلاثة من أقمار غاليليو: آيو، وأوروبا، وغانيميد. تتطور هذه الأقمار لأن مشاركة البلازما في الدوران تبطأ بالقرب منهم. تنتمي البقعة الأكثر إضاءةً إلي آيو، الذي يعد المصدر الرئيسي للبلازما في الغلاف المغناطيسي (أنظر أعلي). يُعتقد أن البقعة الشفقية الأيونية متعلقة بتيارات ألففين المتدفقة من جوفيان إلي الطبقة المؤينة الأيونية. بقع غانيميد وأوروبا أكثر عتمة، لأن هذه الأقمار مصادر ضعيفة للبلازما، بسبب تبخر الماء المثلج من سطوحهم.
تظهر البقع والأقواس المضيئة خلال البيضاويات الرئيسات بشكل متقطع. ويُعتقد أن هذه الظواهر العابرة متعلقة بالتفاعل مع الرياح الشمسية. ويُعتقد أيضًا أن خطوط الحقل المغناطيسي في هذه المنطقة مفتوحة أو معينة علي خريطة الذيل المغناطيسي. قد تكون البيضاويات الثانويات اللاتي تم ملاحظتهن داخل البيضاوية الرئيسة ذات صلة بالحد بين خطوط الحقل المغناطيسي المفتوحة والمغلقة، أو النتوءات القطبية. تشبه الانبعاثات الشفقية القطبية للانبعاثات التي تم ملاحظاتها حول قطبين كوكب الأرض: يظهر كلاهما عندما تسرع الالكترونات باتجاه الكوكب بواسطة قطرات الجهد، أثناء إعادة اتصال الحقل المغناطيسي الشمسي بالحقل المغناطيسي الكوكبي. تبعث المناطق داخل البيضاويتين الرئيستين معظم الأشعة السينية الشفقية.يتألف طيف إشعاع الأشعة السينية الشفقية من خطوط طيفية من الكبريت والأكسجين المتأينين بارتفاع مبالغ، التي علي الأرجح تظهر عندما تتسرب آيونات الأكسجين والكبريت النشطة (مئات من كيلوهات الإلكترون فولت) إلي الغلاف الجوي القطبي لكوكب المشتري. ويظل مصدر هذا التسريب غير معروف.
كوكب المشتري باعتباره النجم النابض.
كوكب المشتري هو مصدر قوي للموجات الراديوية في المنطقة الطيفية الممتدة من عدة كيلوهيرتز إلي عشرات الميجاهيرتز. يطلق علي موجات الراديو ذي الترددات الأقل من حوالي 0.3 ميجاهيرتز (وبالتالي الموجات الطولية أطول من 1 كم) إشعاع جوفيان الكيلومتري أو كوم. ويطلق علي الآخرين ذي الترددات ما بين 0.3-3 ميجاهيرتز (بموجات طولية 100-1000 متر) إشعاع هكتومتر أو هوم، بينما يشار إلي الانبعاثات في حدود 3-40 ميجاهيرتز (بموجات طولية من 10-100 متر) بالإشعاع الديكامتري أو دام. الإشعاع الأخير هو أول ما تم ملاحظته من كوكب الأرض، وساعدت مدة دوريته التي تقترب من 10 ساعات علي تحديده بسبب ابتداءه من كوكب المشتري. يسمي الجزء الأقوي من انبعاث ديكامتري، المنتمي إلي آيو وإلي نظام تيار آيو التابع للمشتري بدام آيو.
يعتقد أن معظم هذه الاشعاعات انتجت بآلية تدعي عدم استقرار مازر سيكلوترون، والتي تتطور بالقرب من المناطق الشفقية، عندما ترتد الالكترونات ذهابًا وإيابًا بين القطبين. الالكترونات المشاركة في توليد الموجات الراديوية هي ما تحمل التيارات من قطبين الكوكب إلي القرص المغناطيسي. عادةً ما تختلف كثافة الانبعاثات الراديوية لجوفيان بسلاسة مع الوقت؛ ولكن يبعث كوكب المشتري بصورة دورية بانفجارات قصيرة وقوية (انفجارات س)، والتي تفوق المكونات الأخري. إجمالي الطاقة المنبعثة من عنصر دام حوالي 100 جيجاواط، بينما الطاقة المنبعثة من العناصر الأخري هوم\كوم حوالي 10 جيجاواط. بالمقارنة، فإجمالي الطاقة من الانبعاثات الرادوية لكوكب الأرض حوالي 0.1 جيجاواط.
الانبعاثات الجزيئية والراديوية لكوكب المشتري منظمة وبشدة بسبب دورانها، والتي تجعل الكوكب يشبه إلي حد ما النجم النابض. ربما ينتمي التعديل الدوري إلي عدم تناسق الغلاف المغناطيسي لجوفيان، الناجم عن إمالة العزم المغناطيسي من حيث محور الدوران وخطوط العرض العليا للانحراف المغناطيسي. نشبه الفيزياء التي تحكم الانبعاثات الراديوية لكوكب المشتري بفيزياء النجوم النابضة الراديوية. ويختلفون فقط في المقياس، ويمكن اعتبار كوكب المشتري أيضًا نجمًا نابضًا راديويًا ضعيف للغاية. إضافةً إلي ذلك، تعتمد الانبعاثات الرادوية لكوكب المشتري علي ضغط الرياح الشمسية اعتمادًا قويًا، وبالتالي علي النشاط الشمسي.
بالإضافة إلي الإشعاع الطويل نسبيًا للموجة الطولية، يبعث كوكب المشتري أيضًا الإشعاع السنكروتروني (والمعروف أيضًا بالإشعاع الديسيمتري لجوفيان أو إشعاع ديم)، بترددات في حدود 0.1-15 جيجاهيرتز (موجة طولية من 3 متر إلي 2 سنتيمتر)، وهو الإشعاع الانكباحي للالكترونات النسبوية المحاصرة في الأحزمة الإشعاعية الداخلية للكوكب. تتراوح كمية طاقة الالكترونات التي تساهم في انبعاثات ديم بين 0.1 إلي 100 ميجا الكترون فولت، بينما تأتي المساهمة الأساسية من الالكترونات ذي الطاقة التي تتراوح بين 1-20 ميجا الكترون فولت. هذا الإشعاع مفهوم جيدًا وكان يستخدم منذ بداية العقد 1960 لدراسة هيكل الأحزمة الإشعاعية والحقل المغناطيسي للكوكب. تنشأ الجزيئات في الأحزمة الإشعاعية في الغلاف المغناطيسي الخارجي وتزيد سرعتها بدون تبادل حراري، عندما ينتقلون إلي الغلاف المغناطيسي الداخلي.
يُخرج الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري تيارات من الأيونات والالكترونات عالية الطاقة (طاقة تصل إلي عشرات الميجا الكترون فولت)، والتي تسافر بعيدًا بقدر مدار كوكب الأرض. هذه التيارات موازية للغاية وتختلف مع فترة الدوران للكوكب مثل الانبعاثات الراديوية. وفي هذا الصدد، يظهر كوكب المشتري مشابهًا للنجم النابض.
التفاعل مع الحلقات والأقمار.
يغلف الغلاف المغناطيسي الممتد لكوكب المشتري نظام حلقاته والمدارات الأربعة لأقمار غاليليو. بدورانها قريبًا من خط الاستواء المغناطيسي، تخدم هذه الأجسام كمصادر ومصارف للبلازما المغناطيسية، بينما تغير الجزيئات النشطة النابعة من الغلاف المغناطيسي سطحها. ساعدت هذه الجزيئات في انفجار مواد من الأسطح وإنشاء تغيرات كيميائية عن طريق الانحلال الإشعاعي. تعني مشاركة البلازما في الدوران مع الكوكب أن البلازما تتفاعل بإيثار مع زائدة نصف الأقمار، مسببة عدم تماثل ملحوظ لنصف الكرة. بالإضافة إلي ذلك، تساهم الحقول المغناطيسية الداخلية الضخمة للأقمار في الحقل المغناطيسي لجوفيان.
بالقرب من المشتري، تمتص الأقمار الصغيرة والحلقات التابعة للكوكب الجزيئات عالية الطاقة (طاقة أعلي من 10 كيلو الكترون فولت) من الأحزمة الإشعاعية. هذا يشكل فراغات ملحوظة في التوزيع المكاني للأحزمة ويؤثر علي الإشعاع السنكروتروني الديسيمتري. في الواقع، كان الافتراض الأول لوجود حلقات المشتري علي أساس بيانات من المركبة الفضائية بيونير 11، التي اكتشفت انخفاض حاد في عدد الأيونات عالية الطاقة بالقرب من الكوكب. فضلاً، يؤثر الحقل المغناطيسي الكوكبي بقوة علي حركة الجزيئات الفرعية الميكرومترية للحلقة، والتي تكتسب شحنة كهربائية تحت تأثير الأشعة الشمسية فوق البنفسجية. فتصرفهم شبيه بتصرف الأيونات المشاركة في الدوران. يُعتقد أن التفاعل الرنان بين المشاركة في الدوران والحركة المدارية مسئولاً عن إنشاء الحلقة الهالية الباطنية لكوكب المشتري (الواقعة بين 1.4 و1.71 RJ)، والتي تتكون من جزيئات فرعية ميكرومترية في مدارات شديدة الميل والانحراف. تنشأ الجزيئات في الحلقة الرئيسة؛ ولكن، عندما تنحرف نحو المشتري، تعتدل مداراتها برنين لورنتز القوي 3:2 الواقع علي 1.71 RJ، والذي يزيد من ميلهم وانحرافهم. يُحدد رنين لورنتز آخر 2:1 الواقع علي مسافة 1.4 RJ الحد الداخلي للحلقة الهالية.
لجميع أقمار غاليليو أغلفة جوية رفيعة مع الضغوط السطحية في حدود 0.01-1 نبار، والتي بدورها تدعم الأغلفة الأيونية الأساسية بكثافة الإلكترون بين 1٫000-10٫000 cm−3. انحرف التدفق المشارك في الدوران للبلازما الباردة بالغلاف المغناطيسي جزئيًا حولهم من قبل التيارات التي أُنتجت في أغلفتهم الأيونية، مشكلة هياكل إسفينية الشكل المعروفة بأجنحة ألفين. يشبه تفاعل الأقمار الضخمة مع التدفق المشارك في الدوران بتفاعل الرياح الشمسية مع الكواكب غير الممغنطة مثل كوكب الزهرة، بالرغم من أن سرعة المشاركة في الدوران دائمًا دون سرعة الصوت (تتراوح السرعات بين 74 إلي 328 كيلومتر/ثانية)، والتي تمنع تشكيل الانحناء الصدمي. ينزع الضغط من البلازما المشاركة في الدوران باستمرار الغازات من الأغلفة الجوية للأقمار (خاصةً من الغلاف الجوي لآيو)، وتأين بعض الذرات وتم جلبهم في المشاركة في الدوران. تنشأ هذه العملية، الأكثر بروزًا، نبوءًا مستديرًا من البلازما والغاز بالقرب من مدارات الأقمار مع النتوء الأيوني. في الواقع، تعمل أقمار غاليليو (آيو بشكل رئيسي) بمثابة مصادر للبلازما الرئيسة في الغلاف المغناطيسي الداخلي والأوسط لكوكب المشتري. في غضون ذلك، لم تتأثر الجزيئات النشطة بشكل كبير بأجنحة ألفين ولهم حرية الوصول لأسطح الأقمار (ما عدا التابعة لغانيميد).
تولد جميع أقمار غاليليو الجليدية، أوروبا، وغانيميد، وكاليستو عزوم مغناطيسية مُحدثة استجابةً للتغيرات في الحقل المغناطيسي للمشتري. تنشأ هذه العزوم المغناطيسية المتغيرة حقول مغناطيسية ثنائية القطب حولهم، والتي تعمل لتعويض التغيرات في الحقل المحيط. يُعتقد أن الاستقراء يحدث في الطبقات الجوفية للمياه المالحة، التي يحتمل وجودها في جميع الأقمار الجليدية الضخمة للمشتري. ربما تستطيع المحيطات تحت الأرض أن توفر مأوي، وكان الدليل علي وجودهم واحدًا من أهم الاكتشافات التي حدثت في العقد 1990 من قِبل مركبة فضائية.
يختلف تفاعل الغلاف المغناطيسي لجوفيان مع غانيميد، الذي يملك زعمًا مغناطيسيًا حقيقيًا، عن تفاعله مع الأقمار الغير ممغنطة. يحفر الحقل المغناطيسي الداخلي لغانيميد تجويفًا داخل الغلاف المغناطيسي للمشتري بقُطر يبلغ حوالي قطرين غانيميد، مؤلفًا غلافًا مغناطيسيًا مصغرًا داخل الغلاف المغناطيسي للمشتري. يحول الحقل المغناطيسي لغانيميد تدفق البلازما المشاركة في الدوران حول غلافها المغناطيسي. ويحمي أيضًا المناطق الاستوائية للأقمار، حيث خطوط الحقل المغلقة من الجزيئات النشطة. ولا يزال يستطيع الأخير أن يضرب بحرية قطبين غانيميد، حيث خطوط الحقل المفتوحة. هناك بعض الجزيئات النشطة المحصورة بالقرب من خط استواء غانيميد، مؤلفة أحزمة إشعاعية مصغرة. والالكترونات النشطة التي تدخل غلافها الجوي الرفيع مسئولةً عن ملاحظة الشفق القطبي لغانيميد.
للجزيئات المشحونة تأثير كبير علي خصائص سطح أقمار غاليليو. تحمل البلازما الناشئة من آيو أيونات الصوديوم والكبريت بعيدًا عن الكوكب، حيث يثبتون تفصيليًا فوق أنصاف الكرة الزائدة من غانيميد وأوروبا. لكن علي كاليستو، لأسباب غير معروفة، يتركز الكبريت علي نصف الكرة الرائدة. قد تكون البلازما مسئولة أيضًا عن تعتيم أنصاف الكرة الزائدة للأقمار (مرة أخري، إلا في كاليستو). تقصف الأيونات والالكترونات النشطة سطح الجليد، مع تدفق الأيونات التي أصبحت سوية الخواص، ناشرةً الذرات والجزيئات ومسببة الانحلال الإشعاعي للمياه والمركبات الكيميائية الأخري. تقصم الجزيئات النشطة المياه إلي أكسجين وهيدروجين، محافظةً علي أجواء الأكسجين الرقيقة للأقمار الجليدية (بما إن الهيدروجين يهرب بسرعة أكبر). تتضمن أيضًا المركبات المنتجة بالانحلال الإشعاعي علي أسطح أقمار غاليليو الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين. إذا وجدت المواد العضوية أو الكربونية، فيمكن أيضًا إنتاج ثاني أكسيد الكربون، والميثانول، وحمض الكربونيك. في وجود الكبريت، تشمل المنتجات الشبيهه علي ثاني أكسيد الكبريت، وثاني كبريتيد الهيدروجين، وحمض الكبريت. قد تكون المؤكسدات المنتجة بالانحلال الإشعاعي، مثل الأكسجين والأوزون، محاصرة داخل الجليد ومحملة أسفل للمحيطات علي مدي فترات زمنية جيولوجية، وهكذا تعمل كمصدر للطاقة المحتملة مدي الحياة.
جاء أول دليل علي وجود الحقل المغناطيسي للمشتري في عام 1955، مع اكتشاف انبعاث الراديو الديكامتري أو دام. حينما امتد طيف دام حتي 40 ميجاهيرتز، استنتج الفلكيون أن المشتري يجب أن يحتوي على حقل مغناطيسي بقوة حوالي 1 مليتسلا (10 جاوس).
في 1959، أدت ملاحظات في جزء الموجات الصغرية للطيف الكهرومغناطيسي (0.1-10 جيجاهيرتز) إلي اكتشاف إشعاع جوفيان الديسيمتري (ديم) والإدراك بأنه كان إشعاع سنكروتروني منبعث من الكترونات نسبوية محصورة في الأحزمة الإشعاعية للكوكب. كانت هذه الانبعاثات السنكروترونية تستخدم لتقدير عدد الالكترونات وطاقتها حول المشتري، وأدت إلي تقديرات محسنة للعزم المغناطيسي وميله.
بحلول عام 1973، عُرف العزم المغناطيسي من خلال عامل من اثنين، في حين قُدر الميل بشكل صحيح بحوالي 10°. تم اكتشاف تعديل دام المشتري بواسطة آيو (المسمي دام-آيو) في عام 1964، وسمح لفترة دوران المشتري أن تُحدد بدقة. حدث الاكتشاف القطعي للحقل المغناطيسي لجوفيان في ديسمبر عام 1973، عندما حلقت المركبة الفضائية بيونير 10 بالقرب من الكوكب.
استكشاف بعد 1970.
اعتبارًا من عام 2009، حلق ما يصل إلي ثماني مركبات فضائية حول المشتري وساهموا جميعًا في المعرفة الحالية بالغلاف المغناطيسي لجوفيان. كان أول مسبار فضائي يصل إلي المشتري بيونير 10 في ديسمبر 1973، والذي مر خلال 2.9 RJ من مركز الكوكب. وزار نظيره بيونير 11 كوكب المشتري بعد عام، مسافرًا علي طول مسار مائل للغاية ومقتربًا من الكوكب ب 1.6 RJ.
قدمت بيونير التغطية المتاحة الأفضل للحقل المغناطيسي الداخلي. كان مستوي الإشعاع في المشتري أقوي عشر مرات مما توقعه مصمموا بيونير، والذي أدي إلي مخاوف بأن المسبار لن يكمل المسيرة؛ ولكن، مع وجود بعض الأخطاء الصغيرة، تمكن من العبور خلال الأحزمة الإشعاعية، محافظًا علي جزء كبير منه وذلك بسبب حقيقة أن الغلاف المغناطيسي للمشتري قد "تمايل" قليلاً إلي أعلي عند هذه النقطة، مبتعدًا عن المركبة الفضائية. ولكن، خسرت بيونير 11 معظم صور آيو، لأن الإشعاع قد تسبب في تلقي مقياس استقطاب التصوير الضوئي العديد من الأوامر الزائفة. كان علي المركبة الفضائية فوياجير التالية والمتقدمة أكثر من الناحية التكنولوجية أن يعاد تصميمها للتصدي إلي المستويات الإشعاعية الهائلة.
وصلا فوياجير 1 و 2 إلي المشتري في 1979-1980 وسافرا تقريبًا في سطحه الاستوائي. كانت فوياجير 1، التي مرت خلال 5 RJ من مركز الكوكب، الأولي لتواجه نتوء البلازما التابع لآيو. عبرت فوياجير 2 خلال 10 RJ، واكتشفت القطاع الحالي في السطح الاستوائي. كان أوليسيس المسبار التالي الذي اقترب من المشتري عام 1992، واستقصي عن الغلاف المغناطيسي القطبي للكوكب.
دارت المركبة الفضائية غاليليو حول المشتري من عام 1995 إلي 2003، مقدمة تغطية شاملة للحقل المغناطيسي للمشتري بالقرب من السطح الاستوائي علي مسافات تصل حتي 100 RJ. تشمل المناطق المدروسة علي الذيل المغناطيسي وقطاعي الفجر والغسق للغلاف المغناطيسي. بينما نجح غاليليو في إكمال مسيرته في المحيط الإشعاعي القاسٍ للمشتري، ومازال يعاني بعض المشاكل التقنية القليلة. وخاصةً، مدوار المركبة الفضائية الذي يُظهر دائمًا زيادة الأخطاء. حدثت الأقواس الكهربائية مرات عديدة بين الأجزاء الدورية وغير الدورية بالمركبة الفضائية، مؤدية إلي دخولها الوضع الآمن، والذي يؤدي إلي خسارة كاملة في البيانات من المدارات السادسة عشرة والثامنة عشرة والثلاثة وثلاثون. تسبب أيضًا الإشعاع في إزاحات طورية في مذبذب كوارتزي المستقر جدًا التابع لغاليليو.
عندما حلقت المركبة الفضائية كاسيني بجانب كوكب المشتري عام 2000، أجرت قياسات منظمة مع غاليليو. كانت أخر مركبة فضائية تزور المشتري هي نيوهورايزونز في 2007، التي قامت بعمل استكشاف فريد للذيل المغناطيسي لجوفيان، الذي يسافر بمسافة تقدر 2500 RJ علي طوله. تظل تغطية الغلاف المغناطيسي للمشتري أكثر فقرًا من تغطية الحقل المغناطيسي لكوكب الأرض. الانبعاثات المستقبلية (جونو، على سبيل المثال) مهمة لمزيد من الفهم لديناميكا الغلاف المغناطيسي لجوفيان.
في عام 2003، أجرت وكالة ناسا دراسة تصورية سميت ب"الاستكشاف البشري للكواكب الخارجية" (هوب)، فيما يتعلق بالاسنكشاف البشري في المستقبل للنظام الشمسي الخارجي. وقد طرحت إمكانية بناء قاعدة سطحية علي كاليستو، بسبب المستويات الإشعاعية المنخفضة علي المسافة بين القمر والمشتري، بالإضافة إلي استقراره الجيولوجي. كاليستو هو الوحيد من أقمار غاليليو التابعة للمشتري الذي تلائمه الاستكشافات البشرية. المستويات الإشعاعية المؤينة علي آيو، وأوروبا، وغانيميد مؤذية لحياة الإنسان، ولم يتم بعد وضع تدابير وقائية كافية.
فرانك أرلينغتون بريغز وهو سياسي أمريكي ينتمي إلى الحزب الجمهوري ولد فرانك أرلينغتون بريغز في 15 أيلول - سبتمبر من سنة 1858 في ولاية مينيسوتا الأمريكية في عام 1881 انتقل بريغز إلى إقليم داكوتا (انذاك لم تكن بعد داكوتا الشمالية وداكوتا الجنوبية ولايات أمريكية) أصبح فرانك أرلينغتون بريغز حاكما على ولاية داكوتا الشمالية وقد استمر في منصبه هذا إلى وفاته في 9 آب - أغسطس من عام 1898.