لا يوجد الكثير من القواسم المشتركة بين الأرض والمشتري، حيث أن كوكبنا صغير نسبيا وصخري وصالح للسكن، بينما المشتري عملاق ويفتقر تماما إلى الصلابة، ويحتدم مع عواصف هائلة.
ومع ذلك، إذا نظرت إلى بعض صور الأقمار الصناعية للعوالق النباتية البحرية التي تتفتح هنا على الأرض بجوار صور الاضطرابات الجوية في أقطاب المشتري، فقد يكون من الصعب التمييز بينها.
وهذا التشابه المذهل، قاد العلماء أخيرا إلى تحديد أسباب الاضطراب المذهل لكوكب المشتري، ووجدت الدراسة الجديدة أن الأعاصير المخيفة التي تمتد عبر أقطاب المشتري مدفوعة بقوى مشابهة لدوامات المحيط الضخمة على الأرض.
واعتمد العلماء صور الاضطراب في المناطق القطبية للغلاف الجوي الغازي لكوكب المشتري التي أرسلت إلى الأرض بواسطة مركبة الفضاء جونو، التابعة لناسا، وقارن فريق جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بين الحركة والفيزياء لاضطراب المشتري بالأعاصير الكبيرة على الأرض.
A new study from Scripps physical oceanographer & postdoctoral scholar Lia Siegelman & colleagues analyzed infrared images from @NASAJuno to provide evidence that moist convection – when hotter, less dense air rises – drives cyclones on Jupiter. More here: https://t.co/y7lD2MSoS8 pic.twitter.com/ytAujrFwuc
— Scripps Institution of Oceanography (@Scripps_Ocean) January 10, 2022
وباستخدام مجموعة من الصور، جنبا إلى جنب مع المبادئ المستخدمة في ديناميكيات السوائل الجيوفيزيائية، وجدت المؤلفة الرئيسية ليا سيجلمان دليلا لإثبات فرضية طويلة الأمد، مفادها أن الحمل الحراري الرطب، الذي يحدث عندما يرتفع هواء أكثر سخونة وأقل كثافة، وحتى على النطاق الصغير، يكفي أن تتسبب في حدوث أعاصير ضخمة على أكبر كوكب في نظامنا الشمسي.
وأوضحت سيجلمان: “عندما رأيت ثراء الاضطرابات المحيطة بأعاصير جوفيان بكل الخيوط والدوامات الأصغر، ذكرني ذلك بالاضطراب الذي تراه في المحيط حول الدوامات”.
ويتضح هذا بشكل خاص في صور الأقمار الصناعية عالية الدقة لأزهار العوالق على سبيل المثال.
وأشارت إلى أن فهم نظام طاقة المشتري، وهو مقياس أكبر بكثير من مقياس الأرض، يمكن أن يساعدنا أيضا في فهم الآليات الفيزيائية التي تعمل على كوكبنا من خلال تسليط الضوء على بعض طرق الطاقة التي يمكن أن توجد أيضا على الأرض.
وقالت: “أن تكون قادرا على دراسة كوكب بعيد جدا وإيجاد فيزياء تنطبق عليه هو أمر رائع”.
ودرس الفريق صور الأشعة تحت الحمراء للمنطقة القطبية الشمالية للمشتري، وخاصة حول مجموعة الدوامة القطبية، ومن الصور تمكنوا من حساب سرعة الرياح واتجاهها. وفعلوا ذلك عن طريق تتبع حركة السحب بين الصور.
ومن ثم قاموا بتفسير صور الأشعة تحت الحمراء من حيث سماكة السحب، ووجدوا أن المناطق الساخنة تتوافق مع غيوم رقيقة، ما يعطي رؤية أعمق في الغلاف الجوي.
“When I saw the richness of the turbulence around the Jovian cyclones with all the filaments and smaller eddies, it reminded me of the turbulence you see in the ocean around eddies,” said Siegelman. These are especially evident on high-res 🛰️ images of plankton blooms, she noted. pic.twitter.com/70rJwLAG5S
— Scripps Institution of Oceanography (@Scripps_Ocean) January 10, 2022
وتمثل المناطق الباردة الغطاء السحابي السميك، الذي يغطي الغلاف الجوي لكوكب المشتري، وتعطي مجتمعة أدلة على طاقة النظام التي تولد الاضطراب.
ونظرا لأن غيوم المشتري تتشكل عندما يرتفع هواء أكثر سخونة وأقل كثافة، وجد العلماء أن الهواء الصاعد بسرعة داخل السحب يعمل كمصدر للطاقة يغذي المقاييس الأكبر حتى الأعاصير القطبية الكبيرة.
وتمكن العلماء من دراسة هذه الأعاصير القطبية منذ وصول جونو إلى نظام كوكب المشتري في عام 2016، ويمتد بعضها 620 ميلا.
وهناك ثمانية من هذه الأعاصير تحدث في القطب الشمالي للمشتري وخمسة في القطب الجنوبي، وفقا لعلماء أمريكيين.
وكانت هذه العواصف موجودة منذ تلك النظرة الأولى قبل خمس سنوات، لكن العلماء غير متأكدين من كيفية نشأتها أو المدة التي مرت بها، لكنهم يعرفون الآن أن الحمل الحراري الرطب هو ما يحافظ عليها.
وافترض الباحثون لأول مرة نقل الطاقة هذا بعد مراقبة البرق في العواصف على كوكب المشتري.
وستستمر مركبة جونو في الدوران حول كوكب المشتري حتى عام 2025، ما يوفر للعلماء والجمهور على حد سواء صورا جديدة للكوكب ونظامه القمري الواسع.
ونُشرت النتائج كاملة في مجلة Nature Physics.
المصدر: ديلي ميل
