شباهت بیش از اندازه با زمین سرانجام معمای گرداب‌های مشتری را حل کرد!!
زمین و مشتری شباهت زیادی با هم ندارند.
یکی نسبتا کوچک، صخره‌ای و قابل سکونت است. دیگری کاملاً عظیم است، فاقد استحکام است و با طوفان‌های عظیم خشن همراه است. با این حال، اگر به برخی از تصاویر ماهواره‌ای از گرداب فیتوپلانکتون‌های دریایی در اینجا روی زمین در کنار تصاویر تلاطم اتمسفر در قطب‌های مشتری نگاه کنید، تشخیص آنها می‌تواند سخت باشد.
این شباهت شگفت‌انگیز است و در نهایت ما را به پاسخی در مورد علت تلاطم تماشایی مشتری سوق داده است: همرفت مرطوب. این زمانی است که هوای گرمتر و چگال‌تر بالا می‌آید، و حتی در مقیاس کوچک، برای ایجاد طوفان‌های عظیم در بزرگترین سیاره منظومه شمسی کافی است.
و به طرز شگفت انگیزی، برای ایجاد این ارتباط به یک دانشمند اقیانوس نیاز بود.
لیا سیگلمن، اقیانوس شناس از موسسه اقیانوس شناسی اسکریپس، گفت: «وقتی غنای تلاطم اطراف طوفان های جووین را با تمام رشته ها و گرداب های کوچکتر دیدم، من را به یاد تلاطمی که در اقیانوس اطراف گرداب ها می بینید افتاد.
اینها به‌ویژه در تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا از شکوفه‌های پلانکتون مشهود است.»
گرداب‌های روی زمین و مشتری.
(NASA OBPG OB.DAAC/GSFC/Aqua/MODISImage/Gerald Eichstädt)
مدتی پیش همرفت مرطوب به عنوان مکانیزم پشت تلاطم مشتری پیشنهاد شد، اما ما به اطلاعات دقیق کافی برای تایید دسترسی نداشتیم. سپس جونو وارد صحنه شد. چرخش آن به دور غول گازی، آن را به دور قطب ها رساند و به ما اجازه داد اولین نماهای دقیق از این مناطق متلاطم را ببینیم.
در آنجا، دانشمندان خوشه‌های عجیبی از طوفان‌ها را به وسعت 5000 کیلومتر (3100 مایل) با گرداب‌ها و رشته‌های مقیاس کوچکتر، از 100 تا 1600 کیلومتر دیدند.
جونو به دو دوربین اپتیکال و مادون قرمز با وضوح کمتر از 10 کیلومتر مجهز شده است. سیگلمن و همکارانش تصاویر جونو از قطب شمال غول گازی را با استفاده از توالی تصاویر نوری برای ردیابی حرکات ابرها تجزیه و تحلیل کردند که به نوبه خود تخمین هایی از سرعت و جهت باد ارائه می دهد.
تصاویر مادون قرمز به آنها اجازه می دهد تا دمای این تصاویر را ببینند. مناطق گرمتر نشان دهنده ابرهای نازک تر و مناطق سردتر نشان دهنده ابرهای ضخیم تر هستند.
گرداب در زمین و مشتری.
(NASA OBPG OB.DAAC/GSFC/Aqua/MODISImage/JPL/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt)
این سطح از جزئیات به تیم اجازه داد تا بفهمد که چگونه آشفتگی رخ می دهد. آنها دریافتند که بالا آمدن سریع همرفتی هوای گرم و کم چگال از مبداهای کمتر از 100 کیلومتر در عرض، انرژی را به سمت بالا به طوفان های غول پیکر منتقل می کند و آنها را تغذیه و حفظ می کند. (اگرچه، برای روشن شدن کامل، ما هنوز نمی دانیم چه چیزی باعث شروع این طوفان ها می شود.)
این نوع انتقال انرژی در هیچ سیاره دیگری مشاهده نشده است. جالب اینجاست که شبیه مطالعات ایده آل شده در مورد همرفت ریلی-بنارد با چرخش سریع است. این همرفتی است که در آن یک لایه افقی پایینی از سیال گرم شده و به لایه سردتر بالا می رود. این شباهت از مدل همرفت مرطوب در طوفان های قطبی جووین پشتیبانی می کند.
این یافته با زمین و شباهت عجیب بین سیاره اصلی ما و مشتری آغاز شد. همچنین به زمین بازمی گردد: به گفته محققان، ممکن است بتواند بینش هایی در مورد فرآیندهای جوی ما ارائه دهد. مشاهدات باد گرفته شده در اینجا روی زمین، طیف انرژی جنبشی مشابهی با مشاهدات جووین نشان می دهد، که نشان می دهد انتقال انرژی بسیار مشابهی ممکن است در هر دو سیاره رخ دهد.
سیگلمن می‌گوید: «توانایی مطالعه سیاره‌ای که بسیار دور است و یافتن فیزیک مناسب در آنجا، بسیار جذاب است. “این سوال پیش می آید که آیا این فرآیندها برای نقطه آبی خودمان نیز صادق هستند؟”
تحقیقات آینده برای تایید این موضوع مورد نیاز است، اما در نهایت می تواند به درک بهتر سیاره مادری ما کمک کند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
This Eerie Similarity With Earth Has Finally Solved The Mystery of Jupiter’s Cyclones MICHELLE STARR 10 JANUARY 2022
https://www.sciencealert.com/ocean-physics-has-revealed-the-processes-behind-giant-cyclones-on-jupiter