كشف أسرار البقعة الحمراء لكوكب المشتري.. هياكل معقدة ونشاط ديناميكي

باستخدام قدرات تلسكوب جيمس ويب الفضائي المتقدمة، التابع لوكالتي الفضاء الأمريكية والأوروبية، كشف علماء عن مجموعة من الميزات غير المرئية سابقاً في المنطقة فوق البقعة الحمراء العظيمة الشهيرة لكوكب المشتري.

وخلافًا للاعتقادات السابقة بأن هذه المنطقة كانت عادية، فقد كشفت الملاحظات عن هياكل معقدة ونشاط ديناميكي.

ويمثل كوكب المشتري، أحد ألمع الأجسام في سماء الليل، تحديات رصدية للتلسكوبات الأرضية، وخصوصاً في غلافه الجوي العلوي، ومع ذلك، سمحت حساسية ويب للأشعة تحت الحمراء للعلماء بفحص هذه المنطقة بتفاصيل غير مسبوقة، خاصة فوق البقعة الحمراء الكبرى.

وتعمل منطقة الغلاف الجوي العلوي هذه كواجهة بين المجال المغناطيسي لكوكب المشتري والغلاف الجوي الأساسي، حيث تستضيف الأضواء الشمالية والجنوبية النابضة بالحياة للكوكب.

ويتم تشغيل هذه الأضواء بواسطة مواد بركانية من قمر المشتري آيو، وبالقرب من خط الاستواء، يتأثر هيكل الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري بأشعة الشمس الواردة، والتي تمثل 4% فقط مما تستقبله الأرض، مما دفع علماء الفلك إلى التنبؤ في البداية بطبيعة متجانسة.

ورصد مطياف ويب للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec)، المجهز بقدرات الوحدة الميدانية المتكاملة، البقعة الحمراء العظيمة في يوليو/تموز 2022، وهدفت ملاحظات الإطلاق العلمي المبكرة للفريق إلى تحديد ما إذا كانت هذه المنطقة باهتة بالفعل.

وبدلاً من ذلك، اكتشفوا هياكل معقدة، بما في ذلك الأقواس المظلمة والبقع المضيئة، عبر مجال الرؤية، وهي النتائج التي نشرت في مجلة "نيتشر أسترونومي".

ويقول قائد الفريق هنريك ميلين من جامعة ليستر: "اعتقدنا، ربما بسذاجة، أن هذه المنطقة ستكون مملة حقاً، إنها في الواقع مثيرة للاهتمام مثل الأضواء الشمالية، إن لم يكن أكثر من ذلك، فكوكب المشتري لا يتوقف أبداً عن المفاجأة".

وبينما يؤثر ضوء الشمس على الضوء المنبعث من هذه المنطقة، يقترح الفريق آليات إضافية، مثل موجات الجاذبية، فقد تغير شكل الغلاف الجوي العلوي وبنيته.

وتتولد هذه الموجات، الشبيهة بالأمواج المتلاطمة على الشاطئ، في أعماق الغلاف الجوي السفلي المضطرب لكوكب المشتري وتنتقل إلى الأعلى، مما يؤثر على بنية الغلاف الجوي العلوي وانبعاثاته.

وسلط عضو الفريق، إيمكي دي باتر، من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الضوء على الطبيعة المتغيرة لملاحظاتهم، قائلاً: "كان أحد أهدافنا هو التحقيق في سبب ارتفاع درجة الحرارة فوق البقعة الحمراء الكبرى، ومع ذلك، أظهرت بياناتنا الجديدة للغاية نتائج مختلفة".

ويخطط الفريق لمتابعة ملاحظات تلسكوب ويب لإجراء مزيد من التحقيق في أنماط هذه الموجات المعقدة، مما يعزز فهمنا لديناميات الطاقة والتغيرات الزمنية في الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري.

وتدعم هذه النتائج أيضا عمل مستكشف أقمار المشتري الجليدية (Juice) ، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، والذي تم إطلاقه في 14 أبريل/نيسان 2023، والذي سيستكشف كوكب المشتري وأقماره جانيميد وكاليستو ويوروبا.