يرصد تلسكوب ويب تيارًا نفاثًا غير مسبوق في الغلاف الجوي لكوكب المشتري

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بمعلومات عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي وغير ذلك الكثير..

سي إن إن
—

كان كوكب المشتري أحد الأهداف الأولى التي رصدها تلسكوب جيمس ويب الفضائي عندما وجه نظره في البداية بالأشعة تحت الحمراء نحو الكون في يوليو 2022. صور مذهلة فاقت توقعات علماء الفلككشف المرصد الفضائي عن ميزة لم يسبق لها مثيل في الغلاف الجوي للعملاق الغازي.

استخدم الباحثون كاميرا Webb التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة، أو NIRCam، لالتقاط الصور سلسلة من الصور لكوكب المشتري بفارق 10 ساعات، مع تطبيق أربعة مرشحات مختلفة للكشف عن التغيرات في الغلاف الجوي للكوكب. ضوء الأشعة تحت الحمراء غير مرئي للعين البشرية، وقد تم استخدام القدرات غير المسبوقة لتلسكوب ويب خلال العام الماضي لرصد العديد من المعالم السماوية المرصودة حديثًا، مثل مجموعة ضخمة من النجوم الشباب وغير متوقعة أزواج من الأجسام الكوكبية.

رصد علماء الفلك تيارًا نفاثًا عالي السرعة في طبقة الستراتوسفير السفلية لكوكب المشتري، وهي طبقة جوية تقع على ارتفاع حوالي 40 كيلومترًا فوق السحب. يمتد التيار النفاث، الذي يقع فوق خط استواء الكوكب، بعرض أكثر من 3000 ميل (4800 كيلومتر) ويتحرك بسرعة 320 ميلاً في الساعة (515 كيلومترًا في الساعة)، أو ضعف السرعة التي لوحظت مع الرياح المستمرة لإعصار من الفئة 5 على أرض. .

تسلط نتائج الدراسة، التي أصبحت ممكنة بفضل قدرات ويب الحساسة، الضوء على التفاعلات الديناميكية داخل الغلاف الجوي العاصف لكوكب المشتري.

وقال ريكاردو هويسو، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في 19 تشرين الأول/أكتوبر في المجلة: “هذا شيء فاجأنا تماما”. علم الفلك الطبيعي، في تقرير. هويسو هو أستاذ الفيزياء في جامعة إقليم الباسك في بلباو، إسبانيا.

وقال: “ما رأيناه دائمًا على أنه ضباب غامض في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، يظهر الآن كملامح حادة يمكننا تتبعها جنبًا إلى جنب مع الدوران السريع للكوكب”.

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ويتكون من الغاز، لذلك لا يمكن أن يكون مختلفًا عن الأرض. ولكن، مثل كوكبنا، يتمتع كوكب المشتري بغلاف جوي طبقي. تمت ملاحظة هذه الطبقات المضطربة من خلال بعثات وتلسكوبات سابقة تحاول فهم كيفية تفاعل أجزاء مختلفة من الغلاف الجوي مع بعضها البعض بشكل أفضل. تحتوي الطبقات أيضًا على أنماط الطقس، بما في ذلك العواصف التي تعود إلى قرون مثل البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري والسحب المصنوعة من الأمونيا المجمدة.

في حين توغلت بعثات أخرى بشكل أعمق في السحب الدوامة لكوكب المشتري باستخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء للنظر تحتها، فإن ويب في وضع جيد بشكل خاص لدراسة طبقات الارتفاع الأعلى، على ارتفاع حوالي 15 إلى 30 ميلاً (25 إلى 50 كيلومترًا) فوق قمم السحب. والتجسس على تفاصيل غير واضحة سابقًا.

“على الرغم من أن العديد من التلسكوبات الأرضية، والمركبات الفضائية مثل جونو وكاسيني التابعتين لناسا، وتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا قد لاحظت تغيرات الطقس في نظام جوفيان، فقد قدم ويب بالفعل اكتشافات جديدة حول الحلقات والأقمار الصناعية والتلسكوبات الفضائية. قال المؤلف المشارك في الدراسة. إيمكي دي باتر، الأستاذ الفخري في علم الفلك وعلوم الأرض والكواكب بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، في تصريح له.

قارن الباحثون الرياح التي اكتشفها ويب على ارتفاعات عالية مع تلك الموجودة على المستويات المنخفضة التي التقطها هابل وتتبعوا التغيرات في سرعة الرياح. كانت هناك حاجة إلى كلا المرصدين الفضائيين للكشف عن التيار النفاث، حيث رصد ويب سحبًا صغيرة وقدم هابل نظرة ثاقبة للغلاف الجوي الاستوائي، بما في ذلك العواصف التي لا علاقة لها بالنفث. قدم التلسكوبان رؤية أوسع للغلاف الجوي المعقد لكوكب المشتري والعمليات التي تحدث داخل طبقاته.

وقال: “كنا نعلم أن الأطوال الموجية المختلفة من ويب وهابل ستكشف عن البنية ثلاثية الأبعاد للسحب العاصفة، لكننا تمكنا أيضًا من استخدام توقيت البيانات لمعرفة مدى سرعة تطور العواصف”. المؤلف مايكل وونغ، عالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا، بيركلي الذي قاد عمليات رصد هابل المرتبطة، في بيان.

يمكن أن تكشف عمليات الرصد المستقبلية لكوكب المشتري باستخدام تلسكوب ويب المزيد من المعلومات حول التيار النفاث، مثل ما إذا كانت سرعته وارتفاعه يتغيران بمرور الوقت، بالإضافة إلى مفاجآت أخرى.

“إنه لأمر مدهش بالنسبة لي أنه بعد سنوات من تتبع سحب كوكب المشتري ورياحه من العديد من المراصد، لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه عن كوكب المشتري، وقد تظل ميزات مثل هذه الطائرة مخفية حتى “نتوقع التقاط صور NIRCam الجديدة هذه في عام 2022، وقال لي فليتشر، المؤلف المشارك في الدراسة وأستاذ علوم الكواكب في جامعة ليستر بالمملكة المتحدة، في بيان له.

يُظهر كوكب المشتري نمطًا معقدًا ولكنه متكرر من الرياح ودرجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير الاستوائية، أعلى بكثير من الرياح في السحب والضباب المقاسة بهذه الأطوال الموجية. إذا كانت قوة هذه النفاثة الجديدة مرتبطة بهذا النمط الستراتوسفيري المتذبذب، فيمكننا أن نتوقع أن تتغير النفاثة بشكل كبير خلال السنتين إلى الأربع سنوات القادمة – وسيكون من المثير حقًا اختبار هذه النظرية في السنوات القادمة.