اشترك في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات المثيرة والتقدم العلمي والمزيد.
كان كوكب المشتري أحد الأهداف الأولى التي رصدها تلسكوب جيمس ويب الفضائي عندما ركز في البداية نظرته بالأشعة تحت الحمراء على الكون في يوليو 2022. صور مذهلة فاقت توقعات علماء الفلكوالآن اكتشف المرصد الفضائي سمة من سمات الغلاف الجوي للعملاق الغازي لم يتم رؤيتها من قبل.
استخدم الباحثون كاميرا ويب التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة، أو NIRCam، لالتقاط سلسلة من صور كوكب المشتري على فترات كل 10 ساعات، مع تطبيق أربعة مرشحات مختلفة للكشف عن التغيرات في الغلاف الجوي للكوكب. الأشعة تحت الحمراء غير مرئية للعين البشرية، وقد تم استخدام القدرات غير المسبوقة لتلسكوب ويب خلال العام الماضي للكشف عن العديد من الأجرام السماوية الجديدة التي يمكن ملاحظتها، مثل مجموعات ضخمة من النجوم الشباب وبشكل غير متوقع أزواج من الأجسام الشبيهة بالكواكب.
رأى علماء الفلك تيارًا نفاثًا عالي السرعة في طبقة الستراتوسفير السفلية لكوكب المشتري، وهي طبقة الغلاف الجوي التي تقع على ارتفاع حوالي 25 ميلًا (40 كيلومترًا) فوق السحب. ويبلغ عرض التيار النفاث، الموجود فوق خط استواء الكوكب، أكثر من 3000 ميل (4800 كيلومتر) ويتحرك بسرعة 320 ميلاً في الساعة (515 كيلومترًا في الساعة)، أي ضعف السرعة التي تُشاهد في الرياح المستمرة من فئة الأعاصير 5 على الأرض. .
تسلط هذه النتائج، التي أصبحت ممكنة بفضل قدرات ويب الاستشعارية، الضوء على التفاعلات الديناميكية في الغلاف الجوي المضطرب لكوكب المشتري.
وقال ريكاردو فيسا، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في 19 أكتوبر/تشرين الأول في المجلة: “هذا شيء فاجأنا تماما”. علم الفلك الطبيعة، بالوضع الحالي. هويسو هو أستاذ الفيزياء في جامعة إقليم الباسك في بلباو، إسبانيا.
وقال: “ما رأيناه دائمًا في الغلاف الجوي لكوكب المشتري كضباب ضبابي يبدو الآن وكأنه سمات واضحة يمكننا تتبعها جنبًا إلى جنب مع الدوران السريع للكوكب”.
الطقس البري لكوكب المشتري
كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ويتكون من الغازات، لذلك لا يمكن أن يكون مختلفًا عن الأرض. ولكن، مثل كوكبنا، يتمتع كوكب المشتري بغلاف جوي متعدد الطبقات. 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 تمتد لقرون، مثل البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري وسحب من الأمونيا الجليدية.
في حين توغلت بعثات أخرى بشكل أعمق في السحب الدوامة لكوكب المشتري، باستخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء للنظر تحتها، فإن ويب في وضع فريد لدراسة الطبقات على ارتفاعات أعلى، حوالي 15 إلى 30 ميلاً (25 إلى 50 كيلومترًا) فوق قمم السحب. والجواسيس يحجبون التفاصيل سابقًا.
وقال الفريق المشارك: “على الرغم من أن التلسكوبات الأرضية المختلفة، والمركبات الفضائية مثل جونو وكاسيني التابعتين لناسا، وتلسكوب هابل الفضائي قد لاحظت تغيرات الطقس في نظام المشتري، فقد قدم ويب بالفعل نتائج جديدة حول الحلقات والأقمار والغلاف الجوي لكوكب المشتري”. مؤلف الدراسة. وقال إيمكي دي باتر، الأستاذ الفخري لعلم الفلك وعلوم الأرض وعلوم الكواكب بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، في بيان.
الاكتشافات التفاعلية
قارن الباحثون رياح ويب على ارتفاعات عالية مع رياح على ارتفاعات منخفضة 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 على الغلاف الجوي الاستوائي، بما في ذلك العواصف غير المرتبطة بالتيار النفاث. قدم التلسكوبان رؤية أوسع للغلاف الجوي المعقد لكوكب المشتري والعمليات التي تحدث داخل الطبقات.
وقال مايكل المؤلف المشارك في الدراسة: “كنا نعلم أن الأطوال الموجية المختلفة لويب وهابل ستكشف عن البنية ثلاثية الأبعاد للسحب العاصفة، لكننا تمكنا أيضًا من استخدام توقيت البيانات لمعرفة مدى سرعة تطور العواصف”. وقال البيان إن وونج عالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي والذي قاد عمليات رصد هابل ذات الصلة.
قد تكشف عمليات الرصد المستقبلية لكوكب المشتري بواسطة تلسكوب ويب المزيد من المعلومات حول التيار النفاث، مثل ما إذا كانت سرعته وارتفاعه يتغيران بمرور الوقت، بالإضافة إلى مفاجآت أخرى.
قال: “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 عن الأنظار حتى يتم التقاط صور NIRCam الجديدة هذه في عام 2022”. وجاء في بيان للمؤلف المشارك في الدراسة لي فليتشر، أستاذ علوم الكواكب بجامعة ليستر في المملكة المتحدة.
“لدى كوكب المشتري نمط معقد ولكنه متكرر من الرياح ودرجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير الاستوائية، مرتفعة فوق الرياح في السحب والضباب المقاسة عند هذه الأطوال الموجية. إذا كانت قوة هذه النفاثة الجديدة مرتبطة بهذا النمط الستراتوسفيري المتذبذب، فيمكننا أن نتوقع أن تختلف النفاثة بشكل كبير على مدى 2-4 سنوات القادمة – سيكون الأمر حقًا …