علماء كاسيني: حل لغز التيارات النفاثة لزحل

القمر بالقرب من كوكب زحل والنجم سبيكا في 27 و 28 يونيو 2012.مزيد من المعلومات هنا.

بالنسبة للعين البشرية ، لا يبدو كوكب زحل العملاق ملونًا - أو مترابطًا بشكل واضح - مثل كوكب جاره ، كوكب المشتري. ومع ذلك ، فإن زحل لديه نطاقات تتحرك شرقا وغربا عبر سطحه ، وقد توصل العلماء إلى رؤيتها على أنها تيارات نفاثة مضطربة في الغلاف الجوي لهذا العالم الغازي العملاق. على مدى سنوات ، كان العلماء يخدشون رؤوسهم ، في محاولة لفهم مصدر الطاقة الذي يحرك التيارات النفاثة لزحل. في يونيو 2012 ، في المجلةإيكاروسيقترحون أن الحرارة من داخل زحل تدفع التيارات النفاثة.

تيارات زحل النفاثة مثيرة للفضول وتذكرنا بالتيارات النفاثة الأرضية. معظمها تهب شرقًا على زحل ، لكن بعضها ينفجر غربًا. تحدث التيارات النفاثة لزحل في الأماكن التي تختلف فيها درجة الحرارة بشكل كبير من خط عرض على زحل إلى آخر.

يظهر الغلاف الجوي لكوكب زحل وحلقاته هنا في تركيبة لونية زائفة مكونة من ثلاث صور تم التقاطها في ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. يمكنك أن ترى تيارًا نفاثًا قويًا بشكل خاص يتماوج عبر نصف الكرة الشمالي لكوكب زحل. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech / SSI

انقر هنا لتوسيع الصورة أعلاه

توني ديل جينو من معهد جودارد لدراسات الفضاء التابع لناسا في نيويورك هو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية في يونيو 2012 عن تيارات زحل النفاثة وعضو في فريق تصوير المركبة الفضائية كاسيني التابع لناسا. استخدمت مجموعته برنامج التتبع السحابي الآلي لتحليل حركات وسرعات السحب التي شوهدت في مئات من صور كاسيني من 2005 حتى 2012. ويقول هؤلاء العلماء إن تكثف المياه من التسخين الداخلي لزحل يؤدي إلى اختلافات في درجات الحرارة في الغلاف الجوي. تؤدي الاختلافات في درجات الحرارة إلى دوامات أو اضطرابات تحرك الهواء ذهابًا وإيابًا على نفس خط العرض ، وتلك الدوامات بدورها تسرع التيارات النفاثة 'مثل التروس الدوارة التي تقود حزام ناقل'.

أين كاسيني الآن؟



قال توني ديل جينيو:

نحن نعلم أن الغلاف الجوي للكواكب مثل زحل والمشتري يمكنه الحصول على طاقته من مكانين فقط: الشمس أو التدفئة الداخلية. كان التحدي يتمثل في إيجاد طرق لاستخدام البيانات حتى نتمكن من معرفة الفرق.

بالنسبة للعين البشرية ، لا يظهر زحل في شكل نطاقات واضحة كما يظهر في الصورة الملونة الزائفة ، فوق أو مثل الكوكب التالي نحو الداخل ، كوكب المشتري. ومع ذلك ، مثل كوكب المشتري ، تعبر زحل نطاقات دقيقة ، وهي جزء من طقس الكوكب. حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute

بعبارة أخرى ، افترضت نظرية منافسة أن الطاقة اللازمة لاختلافات درجات الحرارة في الغلاف الجوي لزحل تأتي من نجمنا الأم ، الشمس. في الواقع ، الاختلافات في درجات الحرارة في الغلاف الجوي للأرض مدفوعة بأشعة الشمس.

لكن هناك اختلافات عميقة بين الغلاف الجوي للأرض وزحل. أولاً ، يبعد زحل عن الشمس بحوالي 10 أضعاف المسافة عن الأرض. بالإضافة إلى أن الغلاف الجوي للأرض رقيق نسبيًا ويقع فوق سطح صلب وسائل. في المقابل ، زحل هو عالم غاز عملاق ، لا يوجد شيء يمكننا الاتصال به بشكل هادفسطح.

لذلك لا يجب أن تكون الآليات التي تخلق طقس زحل ، بما في ذلك التيارات النفاثة ، هي نفسها الموجودة على الأرض.

يتغير الغلاف الجوي لزحل دائمًا ، وتبدو السحب عند خط العرض هذا على الكوكب مختلفة الآن عما كانت عليه قبل بضع سنوات. رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech / SSI

قال جون باربارا ، المؤلف المشارك للدراسة والمساعد في فريق التصوير ، والذي يعمل أيضًا في معهد جودارد لدراسات الفضاء:

... لقد تمكنا من استخراج ما يقرب من 120000 متجه للرياح من 560 صورة ، مما أعطانا صورة غير مسبوقة لتدفق الرياح في زحل.

توفر نتائج الفريق اختبارًا رصديًا للنماذج الحالية التي يستخدمها العلماء لدراسة الآليات التي تعمل على تشغيل التيارات النفاثة. وبهذه الطريقة ، تمكنوا من تحديد الحرارة الداخلية لزحل كمصدر للطاقة للتدفقات النفاثة للكوكب.

اقرأ المزيد من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا