فضاپیمای جونو جزئیات شگفت انگیزی از سیاره مشتری آشکار کرد - وبلاگ پوشه

به گزارش وبلاگ پوشه، یافته های نو کاوشگر جونو ناسا که پیرامون سیاره مشتری می چرخد، تصویر کامل تر وشگفت انگیزی از ساختار ویژگی های جوی متمایز، رنگارنگ و بزرگ این سیاره ارائه می دهد.

فضاپیمای جونو (Juno) که برای آنالیز غول منظومه شمسی راهی این سیاره شده است، اکنون با داده های تازه سرنخ هایی درباره فرآیندهای دیده نشده در زیر ابرهای مشتری ارائه می دهد. این نتایج، عملکرد درونی کمربندها و ناحیه های ابرهایی که مشتری را احاطه نموده اند و بعلاوه طوفان های قطبی آن و حتی لکه سرخ بزرگ را با جزئیات زیادی توصیف می نمایند.

پژوهشگران در خصوص این اکتشافات تازه جونو از جو مشتری، چندین مقاله تازه در نشریات ساینس (Science) و جئوفیزیکال ریسرچ: سیاره ها (Journal of Geophysical Research: Planets) منتشر نموده اند و مقالات تکمیلی هم در دو شماره اخیر نشریه جئوفیزیکال ریسرچ لترز (Geophysical Research Letters) منتشر شده است.

لوری گلیز (Lori Glaze) مدیر بخش علوم سیاره ای ناسا گفت: این مشاهدات تازه از جونو، گنجینه ای از اطلاعات تازه را درباره ویژگی های مرموز و قابل مشاهده مشتری باز می نماید. هر مقاله جنبه های گوناگون فرآیندهای جوی سیاره مشتری را روشن می نماید و این نمونه ای برجسته از کوشش تیم های علمی بین المللی است که درک ما را از منظومه شمسی افزایش می دهند.

جونو در سال 2016 وارد مدار مشتری شد و تا کنون در طول هر یک از 37 گذر فضاپیما از نزدیکی سیاره، مجموعه ای از ابزارهای تخصصی ابرهای متلاطم مشتری و دنیای زیر آن ها را کاوش نموده اند.

اسکات بولتون (Scott Bolton) پژوهشگر اصلی جونو از مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی و نویسنده اصلی مقاله ای در نشریه ساینس در خصوص عمق گردابه های مشتری گفت: پیش از این، جونو ما را با نشانه هایی غافلگیر کرد که نشان می داد پدیده های جوی مشتری عمیق تر از حد انتظار است. اکنون ما آغاز به کنار هم قرار دادن همه این قطعات جداگانه از یافته های جونو نموده ایم تا اولین درک واقعی از شیوه عملکرد جو زیبا و خشن مشتری را به صورت سه بعدی داشته باشیم.

رادیومتر مایکروویو (MWR) جونو به دانشمندان مأموریت امکان می دهد تا زیر ابرهای مشتری را آنالیز نمایند و ساختار طوفان های گردابه ای پرشمار آن را بکاوند. معروف ترین این طوفان ها پادچرخند (Anticyclone) بزرگ معروف به لکه سرخ بزرگ (Great Red Spot) است. این لکه عرضی بیشتر از زمین دارد و از زمان کشف در حدود دو قرن پیش توجه دانشمندان را به خود جلب نموده است.

نتایج تازه نشان می دهد که طوفان ها یا چرخندهای مشتری در بالا گرم هستند و چگالی جوی کم تری دارند، در حالی که در پایین سردتر و دارای چگالی بالاتری هستند. اما پادچرخندها یا آنتی سایکلون ها که در جهت مخالف طوفان می چرخند، برعکس هستند و در بالا سردتر و در پایین گرم ترند.

این یافته ها بعلاوه نشان می دهند که این طوفان ها بسیار مرتفع تر از حد انتظار هستند، بعضی از آن ها تا 100 کیلومتر زیر ابرها و بعضی دیگر مانند لکه سرخ بزرگ بیش از 350 کیلومتر زیر ابرها امتداد دارند. طبق این کشف شگفت انگیز، زیر عمقی که نور خورشید آن را گرم می نماید، گردابه ها مناطقی را می پوشانند که در پشت آن ها آب متراکم می گردد و ابرها شکل می گیرند.

ارتفاع و اندازه عظبم لکه سرخ بزرگ به این معنی است که تمرکز جرم جوی مشتری درون طوفان می تواند به طور بالقوه به وسیله ابزارهایی که میدان گرانشی مشتری را مطالعه می نمایند، قابل تشخیص باشد. بدین ترتیب دو گذر نزدیک جونو بر فراز مشهورترین نقطه مشتری، فرصتی را برای جست وجوی امضای گرانشی طوفان و تکمیل نتایج MWR در عمق آن فراهم کرد.

هنگامی که جونو با سرعتی حدود 209 هزار کیلومتر بر ساعت بر فراز ابرهای مشتری حرکت می کرد، دانشمندان با استفاده از آنتن ردیابی شبکه فضای دوردست ناسا از فاصله بیش از 650 میلیون کیلومتری پیروز شدند تغییرات سرعت به کوچکی 0.01 میلی متر بر ثانیه را اندازه بگیرند. این اندازه گیری دقیق به تیم پژوهشی امکان داد تا عمق لکه سرخ بزرگ را تا حدود 500 کیلومتر زیر ابرها معین نمایند.

مرضیه پاریسی (Marzia Parisi) دانشمند پروژه جونو از آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا و نویسنده اصلی مقاله ای درباره پروازهای گرانشی بر فراز لکه سرخ بزرگ گفت: دقت لازم برای به دست آوردن اندازه گرانش لکه سرخ بزرگ در طول پرواز جولای 2019 خیره نماینده است. توانایی تکمیل یافته های MWR در عمق ابرها، به ما اطمینان زیادی می دهد که آزمایش های گرانشی آینده در مشتری هم نتایجی به همان اندازه مجذوب کننده به همراه خواهد داشت.

کمربندها و ناحیه ها

مشتری علاوه بر طوفان ها و پادچرخندها، به خاطر کمربندها و ناحیه های متمایزش یعنی نوارهای سفید و قرمز از ابرها که به دور سیاره می چرخند، مشهور است. بادهای شدید شرقی-غربی که در جهت مخالف حرکت می نمایند، نوارها را از هم جدا می نمایند.

جونو قبلا کشف نموده بود که این بادها یا جریان های جت تا عمق حدود 3200 کیلومتری می رسند. پژوهشگران همچنان در کوشش برای حل معمای چگونگی شکل گیری این جریان های جت هستند. داده های جمع آوری شده به وسیله MWR جونو در طی گذرهای متعدد اما شاید یک سرنخ در این زمینه به دست بدهد: اینکه گاز آمونیاک جوی به طرز قابل توجهی همراه با جریان های مشاهده شده، بالا و پایین می رود.

کرن دوئر (Keren Duer) دانشجوی فارغ التحصیل مؤسسه ویزمن (Weizmann) و نویسنده اصلی مقاله ای درباره سلول های فرل-مانند مشتری، گفت: با دنبال کردن آمونیاک، سلول های چرخشی را در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی یافتیم که از نظر ما مانند سلول های فِرِل (Ferrel Cells) هستند که بیشتر تغییرات آب وهوایی را در سیاره زمین کنترل می نمایند. در حالی که زمین در هر نیمکره یک سلول فرل دارد، مشتری هشت سلول دارد که هر کدام حداقل 30 برابر بزرگ تر از نمونه های زمینی هستند.

داده های MWR جونو بعلاوه نشان می دهد که کمربندها و ناحیه های مشتری حدود 65 کیلومتر تا زیر ابرهای مشتری جابه جا می شوند. در عمق کم کمربندهای مشتری نسبت به ناحیه های آن، در طیف مایکروویو روشن تر هستند اما در سطوح عمیق تر، زیر ابرهای تشکیل شده از آب، موضوع برعکس و نشان دهنده شباهت به اقیانوس های زمین است.

لی فلچر (Leigh Fletcher) دانشمند پروژه جونو از دانشگاه لستر در بریتانیا و نویسنده اصلی مقاله ای درباره مشاهدات مایکروویو در کمربندها و ناحیه های مشتری در نشریه ژئوفیزیکال ریسرچ هم گفت: ما این سطح جدانماینده را جُوی کلاین (Jovicline) یا پرده مشتری می نامیم که در قیاس با یک لایه انتقالی که در اقیانوس های زمین دیده می گردد، معروف به ترموکلاین (Thermocline) یا پرده حرارتی نامگذاری شده است. در این لایه آب دریا از گرم بودن نسبی ناگهان به سردی تغییر می نماید.

چرخندهای قطبی

جونو قبلا چیدمان چندضلعی طوفان های چرخندی غول پیکر را در هر دو قطب مشتری کشف نموده بود، هشت چرخند در چیدمانی به شکل هشت ضلعی در شمال و پنج تا در الگوی پنج ضلعی در جنوب قرار گرفته اند. اکنون 5 سال بعد، دانشمندان مأموریت با استفاده از مشاهدات ابزار نقشه بردار شفق های قطبی فروسرخ مشتری (JIRAM) جونو معین نموده اند که این پدیده های جوی بسیار سرسخت هستند و در همان مکان به جای مانده اند.

الساندرا مورا (Alessandro Mura) پژوهشگر جونو در مؤسسه ملی اخترفیزیک رم و نویسنده اصلی مقاله ای درباره نوسانات و پایداری در چرخندهای قطبی مشتری گفت: گردبادهای مشتری بر حرکت یکدیگر اثر می گذارند و باعث می شوند تا در موقعیتی تعادلی در نوسان باشند. در طوفان های قطبی مشتری رفتار این نوسانات آهسته نشان می دهد که آن ها ریشه های عمیقی دارند.

داده های JIRAM بعلاوه نشان می دهد که مانند طوفان های روی زمین، این طوفان ها می خواهند به سمت قطب حرکت نمایند اما طوفان های واقع در مرکز هر قطب آن ها را به عقب می راند. این موضوع تعادل محل قرارگیری طوفان ها و شمار متفاوت آن ها را در هر قطب شرح می دهند.

عکس کاور: سیاره مشتری در طیف نور مرئی (راست) و طیف فروسرخ (چپ)

Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al.

منبع: SciTechDaily