محققان برای اولین بار سرعت بادهای استراتوسفر سیاره مشتری را اندازه‌گیری کردند

یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان برای اولین بار موفق شدند با استفاده از یک ستاره دنباله‌دار ۲۷ ساله بادهای استراتوسفر شدید سطح سیاره مشتری را اندازه‌گیری کنند.

دانشمندان پیش از این بادهای تروپوسفر (پایین‌ترین لایه اتمسفر) و یونوسفر (در بالاترین لایه اتمسفر) را اندازه‌گیری کرده بودند. اما این بار آن‌ها در پژوهش جدید خود سرعت باد در سطح استراتوسفر سیاره مشتری را با استفاده از آرایه‌ی میلی‌متری بزرگ آتاکاما معروف به آلما اندازه‌گیری کردند. آن‌ها در این پژوهش موفق شدند سرعت باد را در نزدیکی خط استوا و قطب‌ها اندازه‌گیری کنند.

با این وجود برخی نتایج این پژوهش برای آن‌ها تعجب آور نبود. برای مثال آن‌ها متوجه شدند که سرعت باد در خط استوا تقریبا همان چیزی است که مدل‌ها از قبل پیش‌بینی کرده بودند. «تیبو کاوالیه»، دانشمند «آزمایشگاه اخترفیزیک بوردو» که رهبر اصلی این پژوهش است در این رابطه عنوان کرد: «اما چیزی که کاملا غیرمنتظره بود، همان چیزی است که در نزدیکی قطب‌ها مشاهده کردیم.» تیم تحقیقاتی این پژوهش باد‌هایی را کشف کردند که در اطراف قطب‌ها و در جهت‌های پیش‌بینی نشده‌ای با سرعت ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر بر ثانیه در حال وزیدن بودند.

همانطور که در شیارهای افقی قرمز و سفید ارائه شده از سیاره مشتری مشخص است، بادهای این سیاره تقریبا به سمت شرق یا غرب در حال وزیدن هستند. این قانون برای تروپوسفر هم صدق می‌کند به جز گرداب‌هایی مانند لکه سرخ بزرگ مشتری که بادها در آنجا به شکل طوفان می‌چرخند. در لایه استراتوسفر بالا به نظر می‌رسد بادها به شکل شفق قطبی که در قسمت‌های شمالی کره زمین هم دیده می‌شود، ظاهر می‌شوند.

«گلن اورتن»، دانشمند ارشد تحقیقات و اخترشناسی رصدی آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا که در این پژوهش حضور نداشته، عنوان می‌کند الگوی بادهای قطبی غیرمعمول در سیاره مشتری به جای شرق و غرب به سختی به سمت شمال و جنوب حرکت می‌کنند که این موضوع بسیار گیج‌‌کننده است.

دانشمندان برای چند دهه، جهت اندازه‌گیری سرعت باد سیاره‌ای، چندین عکس با فاصله زمانی از سیاره موردنظر می‌گرفتند و جابجایی ابرها در این سیارات را مورد بررسی و مقایسه قرار می‌دادند. اما این روش در ارتفاعات بالاتری کاربردی ندارد زیرا در آن مناطق بادها دیده نمی‌شوند و هیچ ابری برای ردیابی وجود ندارد.

اما از زمان تاثیر ستاره دنباله‌دار شومیکر-لوی ۹ در سال ۱۹۹۴ روی سیاره مشتری، محققان به دو ترکیب دیگر برای اندازه‌گیری سرعت باد‌ها دست پیدا کردند: سیانید هیدروژن و مونوکسید کربن. هر دو ماده شیمیایی عمر طولانی دارند و هنوز هم در جو سیاره مشتری شناور هستند.

برای انجام این کار، تیم تحقیقاتی ابتدا باید هر دو نوع مولکول را با فرکانس‌‌ آن‌ها مشخص و شناسایی کند. سپس آن‌ها از چیزی به نام «اثر دوپلر» که بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده آن را تغییر می‌دهد، استفاده می‌کنند. بنابراین روی مشتری، هنگامی که مولکول‌ها به سمت تلسکوپ حرکت می‌کنند، سیگنال‌های طیفی متفاوت تولید می‌کنند. در ادامه آن‌ها می‌توانند با اندازه‌گیری تفاوت میزان فرکانس‌ها، سرعت حرکت مولکول‌ها و باد را اندازه‌گیری کنند.

به عقیده کاوالیه، تلسکوپ‌های فضایی در آینده ممکن است بتوانند اطلاعات بیشتری از آب رسوب شده توسط ستاره دنباله‌دار دریافت کنند، زیرا آب یک مولکول نادر در مشتری است. همچنین این پژوهش یک قدم بزرگ برای ماموریت «کاوشگر اقمار یخی مشتری» که سال آینده توسط آژانس فضایی اروپا انجام می‌شود، خواهد بود. این ماموریت از نزدیک مشتری و سه قمر آن را بررسی خواهد کرد و برای اولین بار به دور گانیمد، بزرگترین ماه منظومه شمسی می‌چرخد.