بادهای ترسناک بزرگترین سیاره منظومه شمسی، امپراتوری بادها در مشتری - وبلاگ آقا ایرج

به گزارش وبلاگ آقا ایرج، ایسنا نوشت: اخترشناسان با بهره گیری از ابزار شکارچی سیاره فراخورشیدی تلسکوپ بسیار بزرگ(VLT) و مطالعه بادهای مشتری پیروز به مقدار گیری سرعت آنها شدند.

برای اولین بار، از ابزاری که از آن برای یافتن سیاراتی واقع در چندین سال نوری دورتر از منظومه شمسی استفاده می گردد، در مطالعه ای بر روی بادهای مشتری استفاده شد.

ما در زمانه ای به سر می بریم که کشف سیاراتی که به دور ستاره دیگری می چرخند، تقریباً عادی شده است و تا به امروز بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی ثبت شده داریم. اولین دنیاهای فراخورشیدی دوردست که وارد این لیست شدند، عمدتاً سیاره های غول پیکری بودند که مشابه مشتری و زحل هستند، اما از جهاتی بسیار متفاوت هستند.

از طرفی در حالی که اخترفیزیکدانان آغاز به دستیابی به داده هایی در خصوص جو سیارات فراخورشیدی نموده اند، هنوز به سؤالات اساسی در خصوص جو بزرگترین سیاره منظومه شمسی -مشتری- پاسخ داده نشده است. برای درک آنچه در ابرها و لایه های هوای مشتری اتفاق می افتد، لازم است آن را در طول زمان در مشاهدات مستمر آنالیز کنیم.

برای اولین بار، ابزاری که برای یافتن و تجزیه و تحلیل دنیا هایی که سال های نوری دورتر از ما هستند، ساخته شده است، به سمت هدفی در منظومه شمسی در فاصله 43 دقیقه نوری از زمین، یعنی سیاره مشتری نشانه رفته است.

پژوهشگران موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی در دانشکده علوم دانشگاه لیسبون پرتغال از طیف نگار اسپرسو(ESPRESSO) که بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ(VLT) در رصدخانه جنوبی اروپا(ESO) نصب شده برای مقدار گیری سرعت بادهای مشتری استفاده کردند و نتایج آن اکنون در مجله Universe منتشر شده است.

روشی که این تیم توسعه داد، سرعت سنجی داپلر نام دارد و بر اساس انعکاس نور مرئی از خورشید به وسیله ابرها در جو سیاره هدف تعریف شده است. این نور منعکس شده در طول موج متناسب با سرعت حرکت ابرها نسبت به تلسکوپ روی زمین خم می گردد و این، سرعت لحظه ای بادها را در نقطه مشاهده شده نشان می دهد.

روشی که اکنون با اسپرسو استفاده می گردد به وسیله گروه تحقیقاتی سامانه های سیاره ای موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی دانشگاه علوم دانشگاه لیسبون پرتغال با طیف نگارهای دیگر برای مطالعه جو سیاره زهره توسعه داده شد. پژوهشگران بادهای این سیاره همسایه را مقدار گیری نموده اند و چندین سال است که در مدل سازی جو کلی آن مشارکت دارند.

کاربرد اکتشافی این روش با ابزاری مانند اسپرسو منجر به موفقیتی شده است که افق های تازهی را به روی دانش همسایه کیهانی ما می گشاید. این کار امکان نظارت منظم بر دورترین جو در سیارات گازی را فراهم می نماید.

این تیم به مدت پنج ساعت تلسکوپ بسیار بزرگ را به سمت منطقه استوایی مشتری نشانه گرفت، جایی که ابرهای سبک در ارتفاع بالاتر و در کمربندهای استوایی شمالی و جنوبی این سیاره قرار دارند که مربوط به هوای نزولی است و نوارهایی از ابرهای تاریک و گرم تر را در لایه عمیق تری از جو تشکیل می دهد.

پدرو ماچادو عضو این تیم تحقیقاتی می گوید: جو مشتری در سطح ابرهای قابل مشاهده از زمین، حاوی آمونیاک، هیدروسولفید آمونیوم و آب است که نوارهای قرمز و سفید متمایز را تشکیل می دهند. بعلاوه ابرهای بالایی که در ناحیه فشار 0.6 تا 0.9 بار قرار دارند از یخ آمونیاک ساخته شده اند.

وی اضافه نمود: ابرهای آبی متراکم ترین و پایین ترین لایه را تشکیل می دهند و قوی ترین تأثیر را بر پویایی جو مشتری دارند.

این تیم با اسپرسو توانست سرعت بادهای مشتری را از 60 تا 428 کیلومتر در ساعت با عدم قطعیت کمتر از 36 کیلومتر در ساعت تخمین بزند.

این مشاهدات که با ابزاری با وضوح بالا بر روی یک سیاره گازی به دست آمده است، چالش های خود را دارد. یکی از دشواری ها بر نقطه تمرکز بر مشتری پایدار است، یعنی اینکه دقیقاً بدانیم به کدام نقطه از این سیاره نگاه کنیم.

ماچادو می گوید: دشواری به این موضوع مربوط می گردد که وقتی سرعت چرخش مشتری در خط استوای آن حدود 10 کیلومتر در ثانیه است، سرعت بادها را با دقت چند متر بر ثانیه مقدار گیری کنیم که این موضوع، مسائل را پیچیده تر می کرد، چرا که مشتری یک سیاره گازی است و سنگی نیست، بنابراین بسته به عرض جغرافیایی نقطه ای که مشاهده می کنیم، با سرعت های متفاوتی می چرخد.

این تیم بعلاوه برای آنالیز اثربخشی روش سرعت سنجی داپلر با تلسکوپ های روی زمین در مقدار گیری بادهای مشتری، مقدار گیری های به دست آمده در گذشته را به منظور مقایسه نتایج جمع آوری کرد. بیشتر داده های موجود به وسیله ابزارهای موجود در فضا جمع آوری شد و از روش متفاوتی استفاده شد که شامل به دست آوردن مقادیر میانگین سرعت باد با پیروی از الگوهای ابر در تصاویر گرفته شده در زمان های نزدیک است.

سازگاری و ثبات میان این تاریخ و مقادیر مقدار گیری شده در مطالعه منتشر شده، امکان اجرای روش سرعت سنجی داپلر را در برنامه ای برای نظارت بر بادهای مشتری از زمین تایید می نماید.

این نظارت به تیم تحقیقاتی اجازه داد تا داده هایی را در خصوص چگونگی تغییر بادها در طول زمان جمع آوری کند که برای توسعه یک مدل قابل اعتماد برای گردش دنیای جو مشتری لازم است.

این مدل محاسباتی باید تفاوت های بادها را بسته به عرض جغرافیایی و طوفان های مشتری بازتولید کند تا به درک علل پدیده های جوی که در این سیاره مشاهده می کنیم، یاری کند. بعلاوه این مدل به آماده سازی مشاهدات آینده با اطلاعات مربوط به فشار و ارتفاع ابرها در دید تلسکوپ یاری می نماید.

این تیم میخواهد مشاهدات با اسپرسو را به پوشش بیشتری از صفحه سیاره مشتری توسعه دهد و بعلاوه به طور موقت داده های باد را در کل دوره چرخش سیاره که تقریباً 10 ساعته است، جمع آوری کند. محدود کردن مشاهدات در محدوده های مشخصی از طول موج ها، مقدار گیری بادها در ارتفاعات مختلف را نیز ممکن می سازد، بنابراین اطلاعاتی در خصوص انتقال عمودی لایه های هوا نیز به دست می آید.

این تیم امیدوار است هنگامی که این روش برای بزرگترین سیاره منظومه شمسی به خوبی جواب دهد، آن را در جو سایر سیارات گازی امتحان کند. لازم به ذکر است که هدف بعدی این تیم سیاره گازی زحل است.

موفقیت این مشاهدات با اسپرسو در توسعه جانشین آن موسوم به آندس(ANDES) که برای تلسکوپ بس بزرگ(ELT) در حال ساخت در شیلی متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا(ESO) و بعلاوه ماموریت آینده JUICE از آژانس فضایی اروپا که به رصد سیاره مشتری اختصاص دارد، مهم است.

• این جانور مخوف سالانه 200 نفر را به کشتن می دهد!

• تراشه پرچمدار در قلب یک گوشی مقرون به صرفه قیمت!

• عجیب اما واقعی؛ کوهی از عنکبوت در مریخ/ عکس

• سلاح تازه اماراتی ها برای میدان های نبرد!/ عکس

5858