دانشمندان یک رویداد بزرگ هواشناسی را در سیاره مشتری اندازه گیری کردند - مبصر کلاس

به گزارش مبصر کلاس، دانشمندان با استفاده از آرایه میلی متری عظیم آتاکاما برای نخستین بار بادهای غول آسای استراتوسفری سیاره مشتری را اندازه گیری کردند.

با تجزیه وتحلیل پیامدهای برخورد یک دنباله دار در دهه 1990 میلادی، پژوهشگران توانستند بادهای قدرتمندی را در مشتری کشف نمایند که سرعت آن ها در نزدیکی قطب ها تا 1450 کیلومتر بر ساعت می رسد و به عنوان یک پدیده عظیم جوی در منظومه شمسی شناخته می گردد.

سیاره مشتری بیشتر به داشتن نوارهای قرمز و سفید مشهور است. ابرهای گازی در حال چرخش که ستاره شناسان به طور سنتی از آن ها برای ردیابی بادها در جو مشتری استفاده می نمایند. اما در نزدیکی قطب ها درخشش های روشن شفق قطبی دیده شده است که به نظر می رسد با بادهای شدید در جو بالایی سیاره همراه است. هرچند دانشمندان تا کنون نتوانسته بودند الگوهای باد را میان این دو لایه جوی، در استراتوسفر (Stratosphere) را به طور مستقیم اندازه گیری نمایند.

• هابل عکسی تماشایی و با کیفیت بالا از محیط متلاطم مشتری ثبت کرد

اندازه گیری سرعت باد در استراتوسفر مشتری با استفاده از تکنیک های ردیابی ابر به دلیل عدم وجود ابر در این بخش از جو غیرممکن است. با این وجود در سال 1994 میلادی ابزاری غیرمنتظره برای ساتره شناسان فراهم شد و برخورد شدید دنباله دار شومیکر-لوی 9 (Shoemaker-Levy 9) به این غول گازی، مولکول های تازه ای را در استراتوسفر (پوشَن سپهر) ایجاد کرد که توسط بادهای پرسرعت این ناحیه به حرکت درآمدند.

اکنون تیمی از ستاره شناسان به سرپرستی تیبو کاوالیه (Thibault Cavalié) از آزمایشگاه اخترفیزیک بوردو (Laboratoire dAstrophysique de Bordeaux) فرانسه، یکی از انواع این مولکول ها، سیانید هیدروژن را برای اندازه گیری مستقیم جت های استراتوسفری مشتری ردیابی نموده اند. بادهایی قدرتمند که به صورت نوارهای باریک مشتری را دور می زنند.

به گفته کاوالیه شگفت اورترین نتیجه وجود بادهایی با سرعت 400 متر بر ثانیه را در زیر شفق های قطبی مشتری نشان می دهد. سرعتی معادل 1450 کیلومتر بر ساعت که بیش از 2 برابر حداکثر سرعت طوفان در لکه سرخ عظیم مشتری و بیش از 3 برابر قوی ترین بادهای اندازه گیری شده در گردبادهای زمین است.

بلال بنماهی (Bilal Benmahi) دیگر همکار این پژوهش اعلام نمود: تشخیص ما نشان می دهد که این جت ها می توانند مانند یک گرداب غول پیکر با قطری تا 4 برابر کره زمین و حدود 900 کیلومتر ارتفاع رفتار نمایند. پدیده ای که به گفته کاوالیه یک رویداد عظیم هواشناسی در منظومه خورشیدی محسوب می گردد.

پیش از این ستاره شناسان از بادهای شدید نزدیک قطب های مشتری مطلع بودند اما مقاله اخیر که در نشریه Astronomy & Astrophysics منتشر شده صدها کیلومتر عمیق تر را آنالیز می نماید. پیش بینی های قبلی بیان می کردند که سرعت بادهای شدید پیش از رسیدن به عمق استراتوسفر کاهش یافته و ناپدید می شوند. موضوعی که یافته اخیر دانشمندان آن را به چالش می کشد.

این تیم برای تجزیه وتحلیل مولکول های سیانید هیدروژن که از زمان برخورد دنباله دار شومیکر-لوی 9 در حالی حرکت بودند، از 42 آنتن مجموعه 66 آنتن آلما استفاده کردند تا تغییرات فرکانس دریافتی از مولکول ها را به روش دوپلر (Doppler) اندازه گیری نمایند.

وینسنت هو (Vincent Hue) دانشمند علوم سیاره ای مؤسسه تحقیقات جنوب غربی آمریکا در این باره گفت: با اندازه گیری این تغییر توانستیم سرعت باد را اندازه بگیریم. همان طور که با تغییر فرکانس سوت قطار، می توان سرعت قطار عبوری را تخمین زد.

علاوه بر بادهای شگفت آور قطبی این تیم همچنین برای نخستین بار با اندازه گیری مستقیم سرعت از آلما برای تأیید وجود بادهای استراتوسفری در اطراف استوای مشتری استفاده کرد. جت هایی که سرعت آن ها به طور متوسط حدود 600 کیلومتر بر ساعت است.

مشاهدات آلما برای ردیابی بادهای استراتوسفر در قطب ها و خط استوای مشتری کمتر از 30 دقیقه طول کشید به طوری که توماس گریت هاوس (Thomas Greathouse) دیگر دانشمند مؤسسه تحقیقات جنوبی غربی گفت: جزئیات بالایی که در این زمان کوتاه به دست آوردیم، قدرت رصدهای آلما را نشان می دهد. برای من واقعا شگفت اور است که نخستین اندازه گیری مستقیم این بادها را می بینم.

همچنین به گفته کاوالیه این نتایج پنجره تازه ای را برای آنالیز نواحی شفق قطبی مشتری می گشاید که چند ماه قبل پیش بینی نمی شد. از جمله مأموریت JUICE آژانس فضایی اروپا که سال 2022 به فضا پرتاب می گردد و با یاری ابزار آنالیز امواج زیرمیلی متری اندازه گیری های بیشتری انجام خواهد داد.

تلسکوپ بسیار عظیم اروپایی (ELT) هم که از اواخر این دهه راه آندازی خواهد شد، مشتری را بیش از گذشته مطالعه می نماید تا اطلاعات دقیقی از شفق های قطبی این سیاره اسرارآمیز فراهم کند و ویژگی های جو آن را آشکارتر سازد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از بادهای استراتوسفری در قطب جنوب مشتری

Credit: ESO/L. Calçada & NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

منبع: SciTechDaily