ریشه لکه قرمز بزرگ مشتری به اعماق سیاره می‌رسد!!

ماموریت جونو ناسا نتایجی را به دست آورده است که در نهایت نشان می‌دهد لکه بزرگ قرمز تا چه حد عمیق است.

لکه بزرگ قرمز نمادین مشتری چقدر عمق دارد؟ بر اساس نتایج جدید اعلام شده توسط تیم ماموریت جونو ناسا، ریشه‌های عمیق این طوفان چند صد ساله می‌تواند سرنخی از طول عمر آن باشد.

کار قبلی با استفاده از پرتو سنج مایکروویو فضاپیمای جونو ناسا، که هنوز هر 53 روز یک بار به دور سیاره غول‌پیکر می‌چرخد، اعماق لکه قرمز بزرگ را بررسی کرد. اما در حالی که امواج مایکروویو می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا لایه‌های ابر بالایی را جدا کنند، مشاهدات مایکروویو فقط می‌تواند نشان دهد که لکه قرمز بزرگ هنوز تا عمق 200 کیلومتری (120 مایلی) زیر لایه‌های ابر قوی و غلیظ است.

اکنون مطالعه‌ای که در ۲۸ اکتبر صورت گرفت محدودیت علمی را برای عمق لکه وضع نمود. مرزیا پاریسی، دانشمند جونو (آزمایشگاه رانش جت ناسا) با استفاده از دو گذر جونو این تحقیق را بررسی کرد که فضاپیما درست بر فراز نقطه (از قبل تعیین شده )بزرگ قرمز نوعی حرکت زیپ داشت.(زیپ:  نوعی از حرکت فضاپیما است)  این تیم همچنین داده‌های 10 بار عبور  دیگر را تجزیه و تحلیل کرد.

مسیر فضاپیما با سرعت حدود 130000 مایل در ساعت (59 کیلومتر بر ثانیه) در نزدیکترین فاصله، به دلیل توزیع نابرابر جرم در ابرهای زیرین (اتمسفر لکه قرمز) کمی تغییر کرد. با اندازه‌گیری انحرافات تا 0.01  در مسیر مورد انتظار فضاپیمای جونو، محققان توانستند به عمق سیاره نگاه کنند.

پاریسی و همکارانش گزارش می‌دهند که لکه قرمز بزرگ حداکثر تا 500 کیلومتری پایین سیاره امتداد یا عمق دارد. بخش عمده‌ای از توده طوفان احتمالاً در بالای 300 کیلومتر واقع شده است.

پاریسی می‌گوید: «بیشتر جامعه علمی فکر می‌کردند که لکه قرمز بزرگ کم عمق است. ما شگفت زده شدیم که آنقدر عمیق است.»

علیرغم کوچک شدن لکه قرمز در چند دهه گذشته، هنوز هم پهن‌تر از قطر زمین است. بنابراین خود طوفان تا حدودی به شکل پنکیک است – فقط یک پنکیک ضخیم‌تر از آنچیزی که دانشمندان انتظار داشتند. برای توضیحات زمینه‌ای، نوارهای مشتری، کمربندهای قهوه‌ای-قرمز و نواحی سفیدرنگ، بسیار عمیقتر و تا حدود 3000 کیلومتر یا حدود 4 درصد عمق دارند از اتمسفر  تا هسته(عمق اتمسفر تا هسته) گسترش می‌یابند.

نمای مرئی توسط دوربین میدان گسترده 3 در تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است، در حالی که تصویر دیگری به صورت مادون قرمز از تصویرگر مادون قرمز نزدیک (NIRI) در تلسکوپ شمالی جمینی در هاوایی گرفته شده است. تصاویر نشان داده شده در اینجا، که در 11 ژانویه 2017 گرفته شده‌اند، بخشی از یک کمپین طولانی‌تر برای شناسایی الگوهای آب و هوا در این سیاره بودند.

در حالی که بزرگترین طوفان در لکه قرمز مشتری است ولی این تنها مورد نیست. ستاره‌شناسان می‌توانند ۱۰۰ ها ویژگی را در طوفان‌های دیگری در پادشاه سیارات ببینند و نمای نزدیک فضاپیمای جونو می‌تواند هزاران طوفان و  جریانهای ضد طوفان و ابرهای پاپ‌آپ و ابرهای شناور قهوه‌ای را به صورت نقطه‌ای در سطح سیاره نشان دهد.(مترجم:  Pup up cloudsابرهای کوچک و درخشان هستند که در الگوهای چرخشی نمایان می‌شوند و بیشتر در سطح هستند و محل رعد و برقهای شدیدی هستند و ابر های شناور قهوه‌ای یا  brown bargeنواحی گردبادی هستند که معمولاً در کمربند تاریک استوایی شمالی مشتری قرار دارند، اگرچه گاهی اوقات در کمربند تاریک استوایی جنوبی نیز یافت می‌شوند. تشخیص بصری آنها اغلب دشوار است زیرا رنگ آنها با محیط تاریک ترکیب می‌شود.)

در مقاله‌ای محققان نشان دادند که چرخش‌های دیگر روی مشتری(مترجم: طوفان‌های چرخشی مهیب و بزرگ) نیز می‌توانند عمیق باشند (اگرچه نه به عمیق بودن لکه بزرگ قرمز سیاره مشتری). آنها تا عمق متوسط 100 کیلومتری گستردگی دارند.

لایه‌های گردباد قهوه‌ای در مشتری

نورهای روی تصویر تقویت‌شده با رنگ در سمت چپ، چرخش خلاف جهت گردباد به صورت یک ناحیه بیضی قهوه‌ای را به تصویر می‌کشد که به نام «بارج قهوه‌ای» شناخته می‌شود. در سمت راست، تیم با استفاده از رادیومتر مایکروویو جونو، لایه‌های زیر طوفان را بررسی کردند (لایه بالایی یک تصویر نور مرئی است). ابر های بارج ازمحیط سردتر اطراف خود در لایه‌‌های بالایی به محیط گرمتر از اطراف خود به سمت پایین می‌رود.)(مترجم: شبیه حالت همرفتی)

با این حال، بولتون در کنفرانس مطبوعاتی ناسا خاطرنشان کرد که لکه قرمز بزرگ لزوما از عمیق‌ترین طوفان‌ها نیست – طوفان‌های طولانی‌مدت در قطب‌های مشتری نیز می‌توانند در رقابت برای این عنوان باشند.

الساندرو مورا، یکی از محققین جونو (موسسه ملی اخترفیزیک در رم) می‌گوید: «طوفان‌های مشتری بر حرکت یکدیگر تأثیر می‌گذارند و باعث می‌شوند آنها در موقعیت تعادل در نوسان باشند»( مترجم: طوفان‌های موجود بر روی مشتری به گونه‌ای بر حرکت یکدیگر اثر می‌گذارند که کل حرکت سیستم از نظر موقعیت به سمت و سوی تعادل پیش برود و یا گاهی از تعادل خارج شوند یعنی بین این دو حالت  نوسان دارد). رفتار این نوسانات آهسته نشان می‌دهد که آنها ریشه‌های عمیقی دارند. مورا مطالعه‌ای در مورد طوفان‌های قطبی که در 28 ژوئیه ظاهر شدند را در نامه‌های تحقیقاتی ژئوفیزیک رهبری کرد.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که همه طوفان‌ها، نه فقط لکه قرمز بزرگ، ریشه در مناطق دور از نور خورشید و چرخه تراکم آب دارند، دو فرآیندی که به عنوان عامل ایجاد طوفان در زمین شناخته می‌شوند. ممکن است فرآیندهایی ، مانند بادهای عمودی یا بارانی یا تگرگ یا چیزی غیر از آب خالص در مقیاس کوچک در کار باشد. اعماق طوفان‌ها همچنین ممکن است نشان دهنده این باشد که لایه بالای آب و هوا به نوعی به داخل سیاره متصل است.

خوشبختانه ماموریت جونو باید زمان بیشتری برای کشف اسرار درون مشتری داشته باشد. با بیش از 5 سال گردش به دور این سیاره غول پیکر و با 37 گذر نزدیک در زیر کمربند آن تا به امروز، این سیاره برای کارها و مطالعات بیشتر آماده است.

ناسا اخیراً یک مأموریت طولانی‌مدت را تأیید کرده است که در صورت ادامه، جونو را تا سپتامبر 2025 به پیش می‌برد. تاکنون فضاپیما علیرغم محیط خطرناک ذرات پرانرژی در مغناطیس کره مشتری تا حدی به خوبی کار می‌کند، این به دلیل مدارهای طولانی‌تر و گسترده‌تر از آنچه در ابتدا برنامه‌ریزی شده بود است. بولتون با شوخ طبعی تلخی افزود: «سپرهای فضاپیما محافظ قوی و خوبی هستند».

مترجم : مرتضی نادری‌فرد

منبع:

THE ROOTS OF JUPITER’S GREAT RED SPOT RUN DEEP

BY: MONICA YOUNG OCTOBER 29, 2021

 https://skyandtelescope.org/astronomy-news/jupiters-great-red-spot-runs-deep/