باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، اكتشف علماء الفلك هياكل ونشاطًا لم يسبق له مثيل في الغلاف الجوي لكوكب المشتري فوق البقعة الحمراء العظيمة. ويبدو أن هذه الميزات الغريبة ناجمة عن موجات الجاذبية الجوية القوية.
وتعد البقعة الحمراء العظيمة أكبر عاصفة في النظام الشمسي، حيث يبلغ حجمها ضعف حجم الأرض، ويعتقد أنها كانت مستعرة منذ 300 عام على الأقل، وفقا لوكالة ناسا. تبلغ سرعة رياح البقعة الحمراء الكبرى حوالي 270 إلى 425 ميلاً في الساعة (430 إلى 680 كيلومترًا في الساعة)، أي ما يصل إلى 3.5 أضعاف سرعة الإعصار هنا على الأرض.
ومع ذلك، وعلى الرغم من عمر العاصفة وحجمها وقوتها، فقد اشتبه العلماء في أن الغلاف الجوي لكوكب المشتري فوق البقعة الحمراء الكبرى لم يكن مثيرًا للاهتمام على الإطلاق. ومع ذلك، فإن هذه الملاحظات الجديدة التي قدمتها أداة مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) التابعة لـ JWST، والتي رصدت العاصفة القرمزية الضخمة في يوليو 2022، تظهر أن هذا الافتراض كان خاطئًا للغاية.
متعلق ب: هل البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري محتال؟ قد لا تكون العاصفة العملاقة هي العاصفة الأصلية التي تم اكتشافها قبل 350 عامًا
وقال قائد الفريق هنريك ميلين من جامعة ليستر في بيان: “اعتقدنا، ربما بسذاجة، أن هذه المنطقة ستكون مملة حقا”. “إنه في الواقع مثير للاهتمام مثل الأضواء الشمالية، إن لم يكن أكثر من ذلك. كوكب المشتري لا يتوقف أبدًا عن المفاجأة.”
ما هي الأسرار التي تخفيها البقعة الحمراء العظيمة؟
الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري هو النقطة التي يلتقي عندها الغلاف الجوي السفلي للكوكب مع مجاله المغناطيسي. يؤدي هذا إلى أضواء شمالية وجنوبية ساطعة، مدعومة بقصف الجسيمات المشحونة من الشمس وتغذيها رذاذ المواد البركانية المنفجرة من قمر جوفيان آيو، وهو الجسم البركاني الأكثر نشاطًا في النظام الشمسي.
قد يكون كوكب المشترى أحد أكثر الأجرام سطوعًا في سماء الليل فوق الأرض، ويمكن رؤيته بسهولة في السماء الصافية. ومع ذلك، وبصرف النظر عن الأضواء الشمالية والجنوبية، فإن الغلاف الجوي لأكبر كوكب في النظام الشمسي لا يتوهج إلا بشكل ضعيف، مما يجعل من الصعب على التلسكوبات الأرضية رؤيته بالتفصيل من خلال الغلاف الجوي للأرض.
ومن موقع تلسكوب جيمس ويب الفضائي على بعد مليون ميل من الأرض، لا يشكل الغلاف الجوي لكوكبنا عائقًا أمام هذا التلسكوب الفضائي الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار. بالإضافة إلى ذلك، فإن حساسية تلسكوب جيمس ويب الفضائي في طيف الأشعة تحت الحمراء تسمح له برؤية الغلاف الجوي للعملاق الغازي بتفاصيل معقدة، بما في ذلك المنطقة الواقعة فوق البقعة الحمراء الكبرى.
وبهدف اكتشاف ما إذا كانت هذه المنطقة باهتة بعض الشيء، استهدفها ميلين وزملاؤه باستخدام NIRSpec، الأداة الرئيسية في تلسكوب جيمس ويب الفضائي. أدى هذا إلى اكتشاف مجموعة متنوعة من الهياكل المعقدة عبر مجال رؤية تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بما في ذلك الأقواس المظلمة والبقع المضيئة.
على الرغم من أن ضوء الشمس الساقط هو المسؤول عن غالبية الضوء الذي يُرى من الغلاف الجوي لكوكب المشتري، إلا أن الفريق يعتقد أنه لا بد من وجود ضوء آخر يؤدي إلى تغييرات في شكل وبنية الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري.
وأوضح ميلين: “إحدى الطرق التي يمكنك من خلالها تغيير هذا الهيكل هي موجات الجاذبية، الشبيهة بالأمواج التي تتحطم على الشاطئ، مما يخلق تموجات في الرمال”. “تتولد هذه الموجات في أعماق الغلاف الجوي السفلي المضطرب، في جميع أنحاء البقعة الحمراء الكبرى، ويمكنها الانتقال إلى الارتفاع، وتغيير بنية وانبعاثات الغلاف الجوي العلوي”.
تختلف موجات الجاذبية هذه كثيرًا عن موجات الجاذبية الجاذبية الموجات، وهذه الأخيرة عبارة عن تموجات صغيرة في المكان والزمان التي تنبأ بها ألبرت أينشتاين في نظريته النسبية العامة عام 1915. تنتشر موجات الجاذبية عبر الغلاف الجوي، على عكس نسيج الزمكان كما تفعل موجات الجاذبية.
تُرى أيضًا موجات الجاذبية الجوية هذه على الأرض من حين لآخر، لكن هذه الموجات الأرضية أقل كثافة وقوة بكثير من نفس الظاهرة التي تحدث فوق كوكب المشتري.
متعلق ب: موجات الجاذبية مقابل موجات الجاذبية: اعرف الفرق!
قصص ذات الصلة:
– مما يتكون كوكب المشتري؟
– أقمار المشتري: الأسماء والعدد والاستكشاف
– ما حجم كوكب المشتري؟
ويأمل الفريق الآن في متابعة اكتشاف ميزات البقعة الحمراء العظيمة المكتشفة حديثًا وأنماط الموجات المعقدة الكامنة وراءها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. يمكن أن يكشف هذا البحث المستقبلي عن كيفية تدفق الموجات عبر الغلاف الجوي العلوي للعملاق الغازي وكيف يتسبب ذلك في تحرك الهياكل المرصودة.
من المتوقع أن تساعد النتائج في فهم توزيع الطاقة عبر كوكب المشتري بشكل أفضل ويمكن أن تساعد في دعم مهمة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) لمستكشف أقمار المشتري الجليدية (JUICE).
تم إطلاق JUICE في 14 أبريل 2023 وسيصل إلى كوكب المشتري وأقماره في عام 2031 عندما يقوم بمراقبة تفصيلية لكوكب المشتري وأقماره المحيطية الثلاثة الكبيرة، جانيميد وكاليستو ويوروبا.
يتم نشر نتائج الفريق في مجلة Nature Astronomy.