قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
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. وبعد التقاط صور مذهلة فاقت توقعات علماء الفلك، كشف المرصد الفضائي الآن عن شيء لم يسبق له مثيل. الميزة التي شوهدت في الغلاف الجوي للعملاق الغازي.
استخدم الباحثون كاميرا ويب للأشعة تحت الحمراء القريبة، أو NIRCam، لالتقاط 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 لاكتشاف العديد من السمات السماوية المرصودة حديثًا، مثل التجمعات الضخمة من النجوم الشابة والأزواج غير المتوقعة من الأجسام الشبيهة بالكواكب.
رصد علماء الفلك تيارًا نفاثًا عالي السرعة في طبقة الستراتوسفير السفلية لكوكب المشتري، وهي طبقة جوية تقع على ارتفاع حوالي 25 ميلًا (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 المعدل الذي شوهد مع رياح مستدامة لإعصار من الفئة 5 على الأرض. .
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 أكتوبر في مجلة Nature Astronomy، في بيان له: “هذا شيء فاجأنا تمامًا”. هويسو هو محاضر في الفيزياء في جامعة إقليم الباسك في بلباو، إسبانيا.
وقال: “ما رأيناه دائمًا على أنه ضباب غير واضح في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، يبدو الآن كميزات 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 أكثر عن الأرض. ولكن على غرار كوكبنا، يتمتع كوكب المشتري بغلاف جوي متعدد الطبقات. تمت ملاحظة هذه الطبقات المضطربة من خلال بعثات وتلسكوبات سابقة تحاول فهم كيفية تفاعل الأجزاء المختلفة من الغلاف الجوي مع بعضها البعض بشكل أفضل. تحتوي الطبقات أيضًا على أنماط مناخية، بما في ذلك العواصف التي امتدت لقرن من الزمن، مثل البقعة الحمراء الكبيرة لكوكب المشتري، والسحب المصنوعة 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 ذات الارتفاعات الأعلى، حوالي 15 إلى 30 ميلاً (25 إلى 50 كيلومترًا) فوق قمم السحب. تجسس تفاصيل غير واضحة في السابق.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة: “على الرغم من 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 نتائج جديدة حول حلقات المشتري والأقمار الصناعية والغلاف الجوي له”. إيمكي دي باتر، الأستاذ الفخري في علم الفلك والأرض وعلوم الكواكب بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، في بيان.
الكشف عن التيار النفاث
قارن الباحثون الرياح التي اكتشفها ويب على ارتفاعات عالية مع تلك الموجودة في الطبقات السفلية التي التقطها هابل وتتبعوا التغيرات في سرعة الرياح. كان كلا المرصدين الفضائيين ضروريين للكشف عن التيار النفاث، حيث رصد ويب ميزات سحابة صغيرة وقدم هابل نظرة على الغلاف الجوي الاستوائي، بما في ذلك العواصف التي لا علاقة لها بالنفاثات. وقدم التلسكوبان نظرة أوسع على الغلاف الجوي المعقد لكوكب المشتري والعمليات التي تجري داخل الطبقات.
وقال مايكل وونغ، المؤلف المشارك في الدراسة، وعالم الكواكب في مركز أبحاث الفضاء: “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”. جامعة كاليفورنيا، بيركلي، التي قادت 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.
قال: “إنه لأمر مدهش بالنسبة لي أنه بعد سنوات من تتبع سحب ورياح كوكب المشتري من العديد من المراصد، لا يزال لدينا المزيد لنتعلمه عن كوكب المشتري، ويمكن أن تظل ميزات مثل هذه الطائرة مخفية عن الأنظار حتى يتم التقاط صور NIRCam الجديدة هذه في عام 2022”. وقال المؤلف المشارك في الدراسة لي فليتشر، أستاذ علوم الكواكب بجامعة ليستر في المملكة المتحدة، في بيان له.
“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 هذا التدفق الجديد مرتبطة بهذا النمط الستراتوسفيري المتذبذب، فقد نتوقع أن يتغير التدفق بشكل كبير خلال السنتين إلى الأربع سنوات القادمة – سيكون من المثير حقًا اختبار هذه النظرية في السنوات القادمة.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com