نشر الباحثون عدة أوراق بحثية عن اكتشافات جونو الجوية اليوم في مجلة Science and the Journal of Geophysical Research: Planets. ظهرت أوراق إضافية في عددين حديثين من رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
قال لوري جليز ، مدير قسم علوم الكواكب في ناسا في مقر الوكالة بواشنطن: "هذه الملاحظات الجديدة من جونو تفتح صندوق كنز من المعلومات الجديدة حول سمات كوكب المشتري الغامضة التي يمكن ملاحظتها". "تلقي كل ورقة بحثية الضوء على جوانب مختلفة من عمليات الغلاف الجوي للكوكب - وهو مثال رائع لكيفية تعزيز فرق العلوم المتنوعة دوليًا لدينا فهم نظامنا الشمسي."
دخل جونو مدار كوكب المشتري في عام 2016. وخلال كل عملية مرور للمركبة الفضائية البالغ عددها 37 تمريرة للكوكب حتى الآن ، ظهرت مجموعة متخصصة من الأدوات أسفل سطحها السحابي المضطرب.
قال سكوت بولتون ، الباحث الرئيسي في جونو من معهد ساوث ويست للأبحاث في سان أنطونيو والمؤلف الرئيسي لمجلة جورنال ساينس عن عمق دوامات المشتري: "في السابق ، فاجأنا جونو بإشارات إلى أن الظواهر في الغلاف الجوي لكوكب المشتري قد تعمقت أكثر مما كان متوقعًا". "الآن ، بدأنا في تجميع كل هذه القطع الفردية معًا والحصول على أول فهم حقيقي لنا لكيفية عمل جو كوكب المشتري الجميل والعنيف - بتقنية ثلاثية الأبعاد."
يسمح مقياس إشعاع جونو الميكروويف (MWR) لعلماء البعثة بالتحديق تحت قمم سحابة المشتري واستكشاف بنية عواصفه الدوامة العديدة. أشهر هذه العواصف هو الإعصار الأيقوني المعروف باسم البقعة الحمراء العظيمة. أثارت هذه الدوامة القرمزية ، على نطاق أوسع من الأرض ، اهتمام العلماء منذ اكتشافها قبل ما يقرب من قرنين من الزمان.
تظهر النتائج الجديدة أن الأعاصير تكون أكثر دفئًا في الأعلى ، مع كثافة أقل في الغلاف الجوي ، بينما تكون أكثر برودة في الأسفل ، مع كثافة أعلى. تكون الأعاصير المضادة ، التي تدور في الاتجاه المعاكس ، أكثر برودة في الأعلى ولكنها أكثر دفئًا في الأسفل.
تشير النتائج أيضًا إلى أن هذه العواصف أطول بكثير مما كان متوقعًا ، حيث يمتد بعضها 60 ميلاً (100 كيلومتر) تحت قمم السحب والبعض الآخر ، بما في ذلك البقعة الحمراء العظيمة ، يمتد أكثر من 200 ميل (350 كيلومترًا). يوضح هذا الاكتشاف المفاجئ أن الدوامات تغطي مناطق أبعد من تلك التي يتكثف فيها الماء وتتشكل السحب ، أسفل العمق حيث يسخن ضوء الشمس الغلاف الجوي.
ارتفاع وحجم البقعة الحمراء العظيمة يعني أن تركيز كتلة الغلاف الجوي داخل العاصفة يمكن أن يكون قابلاً للاكتشاف عن طريق الأدوات التي تدرس مجال جاذبية المشتري. أتاحت عمليتا طيران جونو القريبان فوق بقعة المشتري الأكثر شهرة الفرصة للبحث عن توقيع جاذبية العاصفة واستكمال نتائج MWR على عمقها.
مع انتقال جونو منخفضًا فوق سطح سحابة المشتري بسرعة 130,000،209,000 ميل في الساعة (0.01،400 كيلومتر في الساعة) تمكن العلماء من قياس تغيرات السرعة بمقدار 650 ملليمتر في الثانية باستخدام هوائي تتبع شبكة الفضاء العميقة التابع لناسا ، من مسافة تزيد عن 300 مليون ميل (500). مليون كيلومتر). مكّن هذا الفريق من تقييد عمق البقعة الحمراء العظيمة بحوالي XNUMX ميل (XNUMX كيلومتر) تحت قمم السحابة.
قالت مارزيا باريزي ، عالمة جونو من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا والمؤلفة الرئيسية لورقة بحثية في جورنال ساينس عن تحليق الجاذبية في بقعة حمراء كبيرة. "القدرة على استكمال اكتشاف MWR حول العمق يمنحنا ثقة كبيرة في أن تجارب الجاذبية المستقبلية في كوكب المشتري ستؤدي إلى نتائج مثيرة للاهتمام بنفس القدر."
أحزمة ومناطق
بالإضافة إلى الأعاصير والأعاصير المضادة ، يشتهر كوكب المشتري بأحزمة ومناطق مميزة - عصابات بيضاء وحمراء من السحب تلتف حول الكوكب. رياح شرقية - غربية قوية تتحرك في اتجاهات متعاكسة تفصل العصابات. اكتشف جونو سابقًا أن هذه الرياح ، أو التيارات النفاثة ، تصل إلى أعماق تصل إلى 2,000 ميل (حوالي 3,200 كيلومتر). لا يزال الباحثون يحاولون حل لغز كيفية تشكل التيارات النفاثة. تكشف البيانات التي تم جمعها بواسطة MWR لجونو خلال تمريرات متعددة عن دليل محتمل واحد: أن غاز الأمونيا في الغلاف الجوي ينتقل لأعلى ولأسفل في محاذاة ملحوظة مع التيارات النفاثة المرصودة.
قالت كيرين دور ، طالبة دراسات عليا من معهد وايزمان: "باتباع الأمونيا ، وجدنا خلايا دوران في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي تشبه في طبيعتها خلايا فيريل ، التي تتحكم في الكثير من مناخنا هنا على الأرض". العلوم في إسرائيل والمؤلف الرئيسي لمجلة جورنال ساينس عن الخلايا الشبيهة بفريل على كوكب المشتري. "بينما تحتوي الأرض على خلية واحدة فيريل لكل نصف كرة ، فإن كوكب المشتري به ثماني خلايا - كل منها أكبر بثلاثين مرة على الأقل."
تُظهر بيانات جونو MWR أيضًا أن الأحزمة والمناطق تمر بمرحلة انتقالية على بعد حوالي 40 ميلاً (65 كيلومترًا) تحت السحب المائية لكوكب المشتري. في الأعماق الضحلة ، تكون أحزمة المشتري أكثر إشراقًا في ضوء الميكروويف من المناطق المجاورة. لكن في المستويات الأعمق ، تحت السحب المائية ، يكون العكس هو الصحيح - مما يكشف عن تشابه مع محيطاتنا.
قال لي فليتشر ، عالم مشارك في جامعة جونو: "نطلق على هذا المستوى اسم" جوفيكلين "، على غرار الطبقة الانتقالية التي تُرى في محيطات الأرض ، والمعروفة باسم الخط الحراري - حيث تنتقل مياه البحر بشكل حاد من كونها دافئة نسبيًا إلى باردة نسبيًا". ليستر في المملكة المتحدة والمؤلف الرئيسي للورقة في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب التي تسلط الضوء على ملاحظات جونو الميكروية لأحزمة ومناطق كوكب المشتري المعتدلة.
الأعاصير القطبية
اكتشف جونو سابقًا ترتيبات متعددة الأضلاع للعواصف الإعصارية العملاقة في كلا قطبي المشتري - ثمانية مرتبة في نمط مثمن في الشمال وخمسة مرتبة في نمط خماسي في الجنوب. الآن ، بعد خمس سنوات ، حدد علماء البعثة الذين يستخدمون ملاحظات المركبة الفضائية Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) أن هذه الظواهر الجوية مرنة للغاية ، وتبقى في نفس الموقع.
قال أليساندرو مورا ، الباحث المشارك في جونو في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية في روما والمؤلف الرئيسي لورقة بحثية حديثة في رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية حول التذبذبات والاستقرار في الأعاصير القطبية لكوكب المشتري. "سلوك هذه التذبذبات البطيئة يوحي بأن لها جذور عميقة."
تشير بيانات JIRAM أيضًا إلى أن هذه الأعاصير ، مثل الأعاصير على الأرض ، تريد التحرك باتجاه القطب ، لكن الأعاصير الموجودة في مركز كل قطب تدفعها للخلف. يوضح هذا التوازن مكان تواجد الأعاصير والأرقام المختلفة في كل عمود.
