وتتغلغل جذور عاصفة المشتري العملاقة، التي يبلغ قطرها 1.3 مرة قطر الأرض، إلى عمق حوالي 300 كيلومتر تحت الغلاف الجوي الخارجي لكوكب المشتري، كما أظهرت النتائج الأولية من تحليق مسبار جونو فوق البقعة الحمراء الكبرى في يوليو الماضي.
اكتشف مسبار جونو، الذي يدرس أكبر كوكب في المجموعة الشمسية، كوكب المشتري، أن جذور بقعته الحمراء الكبيرة الشهيرة تصل إلى عمق حوالي 300 كيلومتر. كما عثر المسبار على حزام إشعاعي غير معروف من قبل، يتكون من جسيمات نشطة تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء، وبالقرب من قمة الغلاف الجوي لكوكب المشتري. وكشف باحثو ناسا عن النتائج الجديدة في مؤتمر الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) الذي عقد أمس (الاثنين) في نيو أورليانز.
جونو مرت لأول مرة فوق البقعة الحمراء الكبرى في 10 يوليو 2017، بعد حوالي عام من دخولها المدار حول الكوكب في 4 يوليو 2016. وخلال الرحلة، وصلت المركبة الفضائية إلى ارتفاع حوالي 3,400 كيلومتر فوق الغطاء السحابي لكوكب المشتري، وتمكنت من الدراسة عن كثب جذور العاصفة العملاقة، وهو أمر لا يمكن القيام به من خلال عمليات الرصد البعيدة للتلسكوبات على الأرض.
وقال سكوت بولتون، الباحث الرئيسي في مهمة جونو من معهد أبحاث الجنوب الغربي في سان أنطونيو، تكساس: "أحد الأسئلة الأساسية حول البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري هو: ما مدى عمق جذورها؟". وأضاف: "تشير المعلومات الواردة من جونو إلى أن العاصفة الأكثر شهرة في النظام الشمسي يبلغ عرضها عرضًا ونصف كوكب الأرض تقريبًا، ولها جذور تخترق الغلاف الجوي للكوكب لمسافة 300 كيلومتر تقريبًا".
تم جمع المعلومات التي مكنت من الاكتشاف الجديد من العالم الغامض والبعيد باستخدام مقياس إشعاع الميكروويف (MWR) الخاص بجونو. يحتوي الجهاز على ستة هوائيات منفصلة، كل منها حساس لتردد موجات ميكروويف مختلفة، والتي تخترق أعماق مختلفة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، مما يتيح الكشف عن التركيب والبنية الداخلية للدوامات والعواصف المرئية فوق الغلاف الجوي لكوكب المشتري وهو عملاق غازي ليس له أرض صلبة.
شاهد: فيديو محاكاة رائع يُظهر "غوص" جونو فوق البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري
ربما تكون البقعة الحمراء العظيمة هي السمة الأكثر شهرة لكوكب المشتري، وقد تم رصدها بانتظام على الكوكب منذ عام 1830، على الرغم من أن علماء الفلك قد جيوفاني كاسيني شاهدته بالفعل منذ أكثر من 350 عامًا، في سنة 1665. "البقعة" عبارة عن عاصفة بيضاوية تدور عكس اتجاه عقارب الساعة. وعلى غرار الأعاصير الموجودة على الأرض، يكون مركز العاصفة هادئًا نسبيًا، لكن الأجزاء الخارجية عاصفة قادمون لسرعات أعلى من أي عاصفة على وجه الأرض، تتراوح بين 430 و680 كم/ساعة. وبلغ عرض العاصفة، اعتبارًا من أبريل 2017، حوالي 16,000 كيلومتر، أو حوالي 1.3 مرة قطر الأرض.
وقال آندي إنجرسول، أستاذ علوم الكواكب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وباحث مشارك في علوم الكواكب: "وجد جونو أن جذور البقعة الحمراء العظيمة أعمق من 50 إلى 100 مرة من محيطات الأرض، وتكون أكثر سخونة عند القاعدة منها عند القمة". مهمة جونو. "ترتبط الرياح بالاختلافات في درجات الحرارة، والحرارة في قاعدة البقعة تفسر الرياح القوية التي تهب في الغلاف الجوي."
أحد الألغاز المتبقية حول البقعة الحمراء العظيمة هو كيف ستتطور في المستقبل. وبينما كان عرض العاصفة العملاقة في القرن التاسع عشر يزيد عن ضعف قطر الأرض، فقد بدأت في الانكماش في العصر الحديث. في عام 19، عندما مرت المركبتان الفضائيتان فوييجر بالقرب من كوكب المشتري، كانت البقعة الحمراء الكبرى ضعف قطر الأرض، واليوم، كما ذكرنا، تظهر القياسات التي أجرتها التلسكوبات على الأرض أنه مقارنة بحجمها في السبعينيات، فقد تقلص عرضها بالثلث وارتفاعه أصغر بالثمان .
ومن الاكتشافات الأخرى التي كشف عنها جونو وجود حزام إشعاعي لم يكن معروفا حتى الآن، وهو قريب جدا من كوكب المشتري. يتكون الحزام من أيونات الهيدروجين والأكسجين والكبريت النشطة (ذرات ذات شحنة كهربائية)، تتحرك بسرعات قريبة من سرعة الضوء، ويقع فوق الغطاء السحابي الخارجي لكوكب المشتري مباشرة.
يمتلك كوكب المشتري أقوى مجال مغناطيسي في النظام الشمسي، بخلاف الشمس نفسها. بصورة مماثلة لأحزمة فان ألين الإشعاعية في الأرض، يحبس المجال المغناطيسي الجسيمات النشطة، مثل البروتونات والإلكترونات، ويسرعها إلى سرعات عالية للغاية. نظرًا لأن المجال المغناطيسي لكوكب المشتري قوي جدًا، فإن أحزمة الإشعاع الخاصة به تجعل بيئته خطيرة للغاية، سواء بالنسبة للكائنات الحية أو للمركبات الفضائية ذات المكونات الإلكترونية الحساسة.
الإشعاع القوي حول المشتري هو أحد أسباب مدار جونو الإهليلجي - ففي أبعد نقطة عن المشتري يصل إلى مسافة ملايين الكيلومترات منه، بينما في أقرب نقطة يصل إلى مسافة حوالي 3,400 كيلومتر فقط فوق الغطاء السحابي . ونظرًا لطبيعة المدار الإهليلجي، فإن تحليق المركبة الفضائية بالقرب من المشتري، مرة كل 53 يومًا، يتم بسرعة كبيرة، وبالتالي يمر جونو عبر الأحزمة الإشعاعية بأسرع ما يمكن، وذلك لحماية مكوناته الإلكترونية. لقد كان هذا القرب من الغلاف الجوي أثناء التحليق هو الذي سمح لجونو باكتشاف الحزام الإشعاعي الجديد الذي يبرز مباشرة فوق الغلاف الجوي الخارجي لكوكب المشتري.
وقالت هايدي بيكر، من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، والتي تقود تجربة مراقبة الإشعاع في مهمة جونو: "كلما اقتربت من كوكب المشتري، أصبحت الأمور أكثر غرابة". "كنا نعلم أن الإشعاع من المحتمل أن يفاجئنا، لكننا لم نكن نعلم أننا سنكتشف منطقة إشعاع جديدة قريبة جدًا من الكوكب. لقد اكتشفنا هذا فقط بفضل مسار جونو الفريد، والذي يسمح له بالاقتراب كثيرًا من الغطاء السحابي أثناء التحليق لجمع المعلومات العلمية، وقد مررنا بهذه المنطقة ببساطة.
ويعتقد الباحثون أن مصدر الجسيمات الموجودة في الحزام الإشعاعي الذي تم اكتشافه هي ذرات محايدة نشطة، أي ذرات بدون شحنة كهربائية تتحرك بسرعة عالية، تأتي من الغاز الموجود حول قمري المشتري آيو ويوروبا. تفقد الذرات المحايدة لاحقًا إلكتروناتها عند اصطدامها بالغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري، وتصبح أيونات مشحونة كهربائيًا.
الاكتشاف الثالث الذي تم الكشف عنه أمس من مهمة جونو هو مجموعة من الأيونات الثقيلة والحيوية للغاية، ضمن أحد الأحزمة الإشعاعية المعروفة لكوكب المشتري، والتي يعتقد الباحثون حتى الآن أنها تتكون بشكل أساسي من "إلكترونات نسبية"، أي تلك التي تتحرك عند بسرعة قريبة جداً من سرعة الضوء.
في وقت سابق من هذا العام، نشر باحثون في وكالة ناسا النتائج الرئيسية من مهمة جونو، مصمم لدراسة البنية الداخلية لكوكب المشتري والغلاف الجوي والمجال المغناطيسي والشفق القطبي. ومن الاكتشافات الرئيسية للمركبة الفضائية: نواة ضخمة في مركز المشتري، ولكنها "غامضة" ولا يوجد فصل واضح بينها وبين طبقة الهيدروجين فوقها؛ تنوع كبير في أعماق الغلاف الجوي لكوكب المشتري، على عكس ما يعتقده الباحثون حتى الآن؛ وانبعاث غامض للأمونيا يتصاعد من أعماق الغلاف الجوي في المنطقة الاستوائية؛ بنية فوضوية من العواصف عند القطبين تتناقض مع نطاقات المشتري المنتظمة عند خطوط العرض الاستوائية؛ وأن المنطقة الموجودة في أعماق الكوكب، والتي ينشأ فيها مجاله المغناطيسي القوي، أقرب إلى السطح مما كان متوقعا.
سوف تستمر جونو في القيام بالتحليق بالقرب من كوكب المشتري على الأقل حتى يوليو 2018لينتهي بعد ذلك تمويل مهمتها الرئيسية من وكالة ناسا، رغم أنه من المحتمل جدًا أن تقرر وكالة ناسا تمديد نشاط المركبة الفضائية الباهظة الثمن، والتي تقدر تكلفتها الإجمالية بنحو 1.1 مليار دولار، إلى مهمة مستمرة.
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
- عالم جديد رائع: المركبة الفضائية جونو تكشف عن كوكب المشتري كما لم نعرفه من قبل
- مر جونو فوق البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري للمرة الأولى
- هل تتسبب البقعة العظيمة لكوكب المشتري في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي العلوي؟
- البقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري تتقلص
- بسبب الخوف من تعطل المحرك - ستبقى جونو في مدار أولي ومطول حول كوكب المشتري
תגובה אחת
تحتاج المزيد من المعلومات