מקור הקרינה נובע, למעשה, מהספירה המגנטית שמשתרעת מסביב לצדק. ירח אירופה מושפע מספירה זו. על כן, נפרט כאן על הספירה המגנטית של צדק (ששונה מזו של הארץ).
הספירה המגנטית של צדק הינה חלל שנוצר ברוח הסולרית על ידי השדה המגנטי של כוכב הלכת צדק. חגורה זו משתרעת על פני 7 מליון קילומטרים בכיוון השמש וכמעט נושקת למסלול שבתאי בכיוון הנגדי. הספירה המגנטית של צדק הינה למעשה הגדולה והחזקה ביותר בעוצמתה מכל הספירות המגנטיות הפלנטריות במערכת השמש. היא רחבה ושטוחה מהספירה המגנטית של הארץ, עם מומנט מגנטי שגדול בערך פי 18,000 מזו של ארץ.
השדה המגנטי של צדק, באדיבות ויקיפדיה
השדה המגנטי הפנימי של צדק נוצר ע"י זרמים חשמליים הזורמים בליבה החיצונית שלו המורכבת ממימן מתכתי. התפרצויות וולקניות בירח איו של צדק פולטות כמות גז של גפרית דו-חמצנית לחלל, דבר היוצר טבעת גדולה מסביב לצדק.
השדה המגנטי של צדק גורם לטבעת זו להסתובב באותה מהירות זוויתית וכיוון של צדק עצמו. הטבעת 'טוענת' את השדה המגנטי בפלסמה, בתהליך שמותח אותו לצורת 'פנקייק' שנקראת magnetodisk.
הספירה המגנטית של צדק, כתוצאה מכך, מעוצבת יותר ע"י הפלסמה של ירח איו וע"י סיבובו מאשר הרוח הסולרית (בשונה מהמקרה של הספירה המגנטית של הארץ).
זרמים חזקים שזורמים בספירה המגנטית יוצרים אורורות תמידיים (זוהרי קוטב) מסביב לקטבים של צדק וכן פליטה עזה של קרינת רדיו, שמביאה אותנו להסיק שצדק יכול להחשב כמעין כוכב פולסר חלש. זוהרי הקוטב של צדק נצפו כמעט בכל חלקי הספקטרום האלקטרומגנטי (אינפרא-אדום,אור נראה,על סגול ואפילו קרינת X חלשה).
פעולת הספירה המגנטית לוכדת ומאיצה חלקיקים, דבר היוצר חגורת קרינה עזה הדומה לזו של חגורת ואן הלן של הארץ, אך חזקה ממנה פי אלפי מונים. האינטראקציה של החלקיקים האנרגטייים עם פני השטח של ירחי צדק הגדולים משפיעה, בצורה ניכרת, על התכונות הכימיות והפיסיקליות שלהם. אותם חלקיקים גם משפיעים ומושפעים ע"י התנועה של חלקיקים הנמצאים בטבעת הדקה של צדק.
ידוע הדבר, שחגורות קרינה שכאלו מהוות סכנה משמעותית לחלליות המגיעות לאזורים אלו.
השדה המגנטי מסביב לצדק נובע ממקורות שונים, בינהם זרימה סיבובית בגרעין הפלנטה (השדה הפנימי), זרמים חשמליים בפלסמה המקיפה את צדק והזרמים שזורמים בקצוות הספירה המגנטית של צדק.
החלק הארי של השדה המגנטי של צדק, כמו ארץ, נוצר ע"י דינמו פנימי הנתמך בעזרת הסירקולציה של הנוזלים המוליכים בליבה החיצונית של צדק. אולם, בעוד שליבת הארץ עשויה ממתכת וניקל מותכים, ליבת צדק מורכבת ממימן מתכתי. כמו ארץ, השדה המגנטי של צדק הוא ברובו דיפולי, עם קוטב צפוני וקוטב דרומי בקצה הציר המגנטי. אולם, לשדה של צדק יש גם רכיבים דיפוליים גבוהים יותר (לא ניכנס לפירוט טכני כאן).
כידוע, מסתו של צדק גדולה כמעט פי 2.5 ממסתם של כל שאר כוכבי הלכת יחדיו. הוא מסיבי יותר מכדור הארץ פי 318, קוטרו גדול פי 11 מזה של כדור הארץ ונפחו גדול פי 1300 מנפח כדור הארץ. למעשה, המניע העיקרי לספירה המגנטית של צדק הינה סיבוב צדק סביב עצמו. לצדק קצב הסיבוב המהיר ביותר בין כוכבי הלכת במערכת השמש. כתוצאה מכך, רדיוסו גדול יותר באזור קו המשווה וצורתו פחוסה.
כאשר צדק מסתובב סביב עצמו, היונוספירה שלו (שכבת אוויר סביב הפלנטה מעל הסטרטוספירה) נעה יחסית לדיפול השדה המגנטי של הפלנטה. בגלל שמומנט הדיפול המגנטי מצביע בכיוון הסיבוב, כוח לורנץ, שמופיע כתוצאה מתנועה זו, מניע אלקטרונים לקטבים, בעוד יונים טעונים חיובית נדחפים לכיוון קו המשווה. כתוצאה מכך, הקטבים נהפכים לטעונים שלילית והאזורים הקרובים לאזור המשווה הופכים לטעונים חיובית. מכיוון שהספירה המגנטית של צדק מלאה בפלסמה מוליכה מאוד, 'המעגלים החשמליים' הינם סגורים דרכם.
באיור, השדה המגנטי של צדק וירחיו (ביניהם גם אירופה). באדיבות נאס"א
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
