يرصد تلسكوب الويب تيارًا نفاثًا لم يسبق له مثيل في الغلاف الجوي لكوكب المشتري

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والإنجازات العلمية والمزيد.

سي إن إن
—

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

استخدم الباحثون كاميرا Webb القريبة من الأشعة تحت الحمراء، أو NIRCam، لالتقاط الصور تستخدم الصور المستمرة لكوكب المشتري بفواصل زمنية مدتها 10 ساعات أربعة مرشحات مختلفة لاكتشاف التغيرات في الغلاف الجوي للكوكب. ضوء الأشعة تحت الحمراء غير مرئي للعين البشرية، وقد تم استخدام القدرات غير المسبوقة لتلسكوب ويب للكشف عن العديد من السمات السماوية المرصودة حديثًا في العام الماضي. مجموعات ضخمة من النجوم الشباب وغير متوقع زوج من الأجسام الشبيهة بالكوكب.

رصد علماء الفلك تيارًا نفاثًا عالي السرعة في طبقة الستراتوسفير السفلية لكوكب المشتري، وهي الطبقة الجوية التي تقع على ارتفاع حوالي 25 ميلًا (40 كيلومترًا) فوق السحب. يبلغ عرض التيار النفاث، الذي يقع فوق خط استواء الكوكب، 3000 ميل (4800 كيلومتر) ويتحرك بسرعة تصل إلى 320 ميلاً في الساعة (515 كيلومترًا في الساعة)، أو ضعف السرعة التي تُرى مع الرياح الثابتة من الفئة 5 إعصار على الأرض. .

إن اكتشافات المسبار التي أصبحت ممكنة بفضل قدرات الاستشعار على شبكة الإنترنت تسلط الضوء على التفاعلات الديناميكية في الغلاف الجوي العاصف لكوكب المشتري.

وقال ريكاردو هويسو، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في المجلة في 19 أكتوبر: “لقد فاجأتنا تماما”. علم الفلك الطبيعي، بالوضع الحالي. هويسو هو محاضر في الفيزياء في جامعة إقليم الباسك في بلباو، إسبانيا.

وقال: “ما رأيناه دائمًا كضباب خافت في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، يبدو الآن كميزات ناعمة يمكننا ملاحظتها مع الدوران السريع للكوكب”.

كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ويتكون من غازات، 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 على أنماط الطقس، بما في ذلك العواصف التي استمرت قرنًا من الزمن البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري والسحب المصنوعة من الأمونيا الجليدية.

في حين توغلت بعثات أخرى بشكل أعمق تحت سحب كوكب المشتري الدوامة باستخدام أطوال موجية مختلفة، فإن ويب في وضع فريد لدراسة الطبقات العليا، على ارتفاع حوالي 15 إلى 30 ميلاً (25 إلى 50 كيلومترًا) فوق قمم السحب. التفاصيل غامضة قبل التجسس.

وقالت الدراسة: “في حين أن العديد من التلسكوبات الأرضية، والمركبات الفضائية مثل جونو وكاسيني التابعتين لناسا، وتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا قد لاحظت أنماط الطقس المتغيرة لنظام جوفيان، فقد قدم ويب بالفعل اكتشافات جديدة لحلقات المشتري وأقماره وغلافه الجوي”. مؤلف مشارك. إيمكي دي باتر، أستاذ علم الفلك وعلوم الأرض والكواكب بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، في تصريح له.

وقارن الباحثون الرياح التي اكتشفها ويب على ارتفاعات أعلى مع الرياح في الطبقات السفلية التي التقطها هابل لتتبع التغيرات في سرعة الرياح. كان كلا المرصدين الفضائيين ضروريين للكشف عن التيار النفاث، حيث اكتشف ويب سمات سحابة صغيرة ولاحظ هابل الغلاف الجوي الاستوائي، بما في ذلك العواصف التي لا علاقة لها بالنفث. قدم كلا التلسكوبين نظرة تفصيلية على الغلاف الجوي المعقد لكوكب المشتري والعمليات التي تجري داخل الطبقات.

وقال عالم الكواكب مايكل وونغ: “نحن نعلم أن الأطوال الموجية المختلفة لويب وهابل يمكن أن تكشف عن البنية ثلاثية الأبعاد للسحب العاصفة، لكننا تمكنا أيضًا من استخدام توقيت البيانات لمعرفة مدى سرعة تشكل العواصف”. قادت جامعة كاليفورنيا، بيركلي، عمليات رصد هابل ذات الصلة، في بيان لها.

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

بعد سنوات من مراقبة سحب كوكب المشتري ورياحه من مراصد متعددة، لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه عن كوكب المشتري، وأنا مندهش من أن هذه الميزات الشبيهة بالنفاثات تظل مخفية عن الأنظار حتى يتم التقاط صور NIRCam الجديدة هذه في عام 2022. وقال لي فليتشر، أستاذ علوم الكواكب بجامعة ليستر بالمملكة المتحدة، في بيان له:

“يتمتع كوكب المشتري بنمط معقد ولكنه متكرر من الرياح ودرجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير الاستوائية، فوق الريح في السحب والضباب التي يتم قياسها عند هذه الأطوال الموجية. إذا كانت قوة هذه الدفقة الجديدة مرتبطة بهذا النمط الستراتوسفيري المتذبذب، فإننا نتوقع أن تختلف النفاثة بشكل كبير خلال السنتين إلى الأربع سنوات القادمة.” دعونا نأمل – سيكون من المثير جدًا اختبار هذه النظرية في السنوات القادمة.