یافته‌های جدید کاوشگر جونو ناسا: وقوع طوفان‌های عجیب در مشتری

داده‌های جمع‌آوری‌شده در مأموریت جونو به مشتری، نشان می‌دهند بادهای جوی این غول گازی به اعماق آن هم نفوذ کرده‌اند و دوام آن‌ها بیشتر از فرآیندهای جوی مشابه در زمین است. این یافته‌ها درک ساختار داخلی مشتری، جرم هسته و در نهایت منشأ آن را امکان‌پذیر می‌سازند.

شواهد دیگر از جونو نشان می‌دهند گردبادهای عظیم موجود در قطب جنوب و شمال مشتری، ویژگی‌های جوی پایداری هستند که مشابه آن‌ها در کل منظومه‌ی شمسی مشاهده نشده است. یافته‌های اخیر، بخشی از چهار مقاله‌ در مورد نتایج علمی جونو هستند که در نسخه‌ی ۸ مارس مجله‌ی Natureمنتشر شده‌اند.

به‌گفته‌ی پژوهشگر اصلی جونو از مؤسسه‌ی پژوهشی ساوث‌وست:

این نتایج شگفت‌انگیز، نمونه‌ای از توپ‌های مشتری هستند و ارزش اکتشاف ناشناخته را از یک دیدگاه جدید با تجهیزات نسل آینده نشان می‌دهد. مدار منحصربه‌فرد جونو و علم رادیویی دقیق و انقلابی و فناوری‌های فروسرخ، امکان این کشف‌های مرتبط با تغییر الگو را فراهم کرده‌اند. جونو پس از انجام تقریبا یک‌سوم مأموریت خود، چهره‌ی جدیدی از مشتری به نمایش گذاشته است.

سال‌ها است که میزان توسعه‌ی کمربندهای مشهور مشتری به‌صورت یک راز باقی مانده. جونو با اندازه‌گیری جاذبه در نزدیک‌ترین فاصله‌ی خود به مشتری، پاسخ جدیدی برای حل این معما ارائه می‌دهد. به‌گفته‌ی لوچیانو، پژوهشگر جونو از دانشگاه ساپینزای رم و نگارنده‌ی ارشد مقاله‌ی Nature در مورد جاذبه‌ی مشتری:

اندازه‌گیری میدان جاذبه‌ای مشتری نشان‌دهنده‌ی یک عدم تقارن در شمال و جنوب این سیاره است؛ مشابه این عدم تقارن در کمربندهای مشتری هم دیده شده است.

^{این تصویر ترکیبی که از داده‌های نقشه‌بردار مادون قرمز جوویان (JIRAM) در مأموریت جونوی ناسا به مشتری گرفته شده، گردباد مرکزی در قطب شمال سیاره را در حالی نشان می‌دهد که با هشت گردباد دیگر احاطه شده است.}

منشأ عدم تقارن‌ موجود در یک سیاره‌ی گازی می‌تواند جریان‌های داخلی سیاره باشد؛ تندبادهای مشاهده‌شده به سمت شرق و غرب مشتری، مشابه عدم تقارن شمال و جنوب این سیاره هستند. میزان عمق بادها به میزان جرم آن‌ها وابسته است؛ بادهای شدیدتر و عمیق‌تر سیگنال قوی‌تر در میدان جاذبه‌ی مشتری به وجود می‌آورند؛ بنابراین دامنه‌ی عدم تقارن جاذبه‌ای، نشان‌دهنده‌ی میزان توسعه‌ی بادها است. به گفته‌ی یوهای کاسپی، پژوهشگر جونو از مؤسسه‌ی علوم ویزمان و نگارنده‌ی ارشد مقاله‌‌ای در مورد لایه‌های عمیق آب‌وهوایی مشتری:

گالیله بیش از ۴۰۰ سال پیش، موفق به مشاهده‌ی خطوطی روی مشتری شد. تاکنون درکی سطحی از این بادها به‌ دست آورده بودیم و توانستیم این نوارها را به طوفان‌های ابری مشتری نسبت دهیم. حالا بر اساس اندازه‌گیری‌ جاذبه‌ای جونو، به عمق بادها و ساختار آن‌ها در سطح زیرین ابرها پی می‌بریم. این تجربه همانند انتقال از یک تصور دوبعدی به یک نسخه‌ی سه‌بعدی با کیفیت بالا است.

نتیجه برای تیم پژوهشی جونو تعجب‌آور بود؛ زیرا نشان می‌داد لایه‌ی آب‌و‌هوایی مشتری حجیم‌تر است و بر خلاف انتظار تا عمق بیشتری توسعه یافته. لایه‌ی آب‌وهوایی مشتری، از بالاترین سطح خود تا عمق  ۳۰۰۰ کیلومتری، تقریبا یک درصد از جرم مشتری (تقریبا سه برابر جرم زمین) را در بر می‌گیرد. کاسپی می‌گوید:

اگر بخواهیم مقایسه کنیم، جو زمین کمتر از یک میلیونیوم جرم کلی زمین را در بر می‌گیرد. این منطقه‌ی عظیم که در نوارهای مجزای شرق به غرب در حال چرخش است، برای مشتری یک شگفتی به شمار می‌رود.

این نتیجه برای درک ماهیت و عملکرد احتمالی عامل این تندبادهای قوی، اهمیت زیادی دارد. علاوه بر این، اثر جاذبه‌ای بادها به سیگنال جاذبه‌ای هسته‌ی مشتری وابسته است. بر اساس یک نتیجه‌ی دیگر، سیاره در زیر لایه‌ی گازی مانند یک جسم سخت در حال چرخش است. به‌گفته‌ی تریستان گولیوت، یکی از پژوهشگرهای جونو:

اندازه‌گیری‌ آینده‌ی جونو به درک گذار بین لایه‌ی آب‌وهوایی و لایه‌ی سخت زیرین آن کمک می‌کند. کشف جونو برای دنیاهای دیگر منظومه‌ی شمسی و فراتر از آن، مفاهیمی در پی دارد. نتایج نشان می‌دهند بخش خارجی که چرخش متفاوتی دارد، حداقل سه برابر عمیق‌تر از زحل و همچنین کم‌عمق‌تر از غول‌های گازی بزرگ و کوتوله‌های قهوه‌ای است.

یکی از تصاویر به‌دست‌آمده از قطب‌های مشتری توسط واسطه‌ی مادون قرمز جوویان از جونو (JIRAM) ثبت شده است. JIRAM با تصویربرداری از بخش مادون قرمز طیف، تصاویر نور حاصل از داخل مشتری را در روز و شب به‌خوبی ثبت می‌کند. JIRAM تا عمق ۵۰ تا ۷۰ کیلومتری زیر سطح ابرهای مشتری به بررسی لایه‌ی جوی می‌پردازد. به‌گفته‌ی آلبرتو آدریانی، پژوهشگر مؤسسه‌ی اخترفیزیکی و سیاره‌‌شناسی جونو:

قبل از جونو نمی‌دانستیم وضعیت جو در نزدیکی قطب‌های مشتری چگونه است. حالا تقریبا هر دو ماه یک بار می‌توانیم به رصد وضعیت جوی بپردازیم. عرض هر کدام از گردبادهای شمالی تقریبا برابر با فاصله‌ی بین ناپل ایتالیا و شهر نیویورک است، و عرض بادهای جنوبی حتی از این فاصله هم بیشتر است. بادهای بسیار شدیدی در این بخش‌ها وجود دارد که سرعت آن‌ها در بعضی مناطق حتی به ۳۵۰ کیلومتر بر ساعت هم می‌رسد. این بادها بسیار نزدیک به یکدیگر هستند و بیشتر دوام می‌آورند. به‌طور کلی پدیده‌‌ مشابهی در کل منظومه‌ی شمسی تاکنون مشاهده نشده است.

قطب‌های مشتری نسبت به کمربندهای سفید و نارنجی  اطراف آن در دامنه‌های پائین‌تر، پایدارتر هستند. قطب شمال سیاره با یک گردباد مرکزی مشخص می‌شود که با هشت گردباد دورقطبی به قطر ۴۰۰۰ تا ۴۶۰۰ کیلومتر احاطه شده است. قطب جنوب مشتری هم شامل یک گردباد مرکزی است؛ اما با پنج گردباد به قطر ۵۶۰۰ تا ۷۰۰۰ کیلومتر احاطه شده است. تقریبا کل گردبادها در هر دو قطب، متراکم و دارای بازوهای مارپیچی هستند که آن‌ها را به گردبادهای مجاور وصل می‌کند. با اینکه گردبادها به یکدیگر متصل هستند، هر کدام مستقل‌اند و جزئیات آن‌ها در طول هفت ماه رصد، به‌صورت دقیق ترسیم شده است. به‌گفته‌ی آدریانی:

سؤال اینجا است که چرا این گردبادها ادغام نمی‌شوند؟ بر اساس داده‌های کاسینی، می‌دانیم زحل دارای یک گردباد مستقل در هر قطب است. در نتیجه تمام غول‌های گازی ویژگی‌های مشابهی ندارند.

تا امروز، جونو ده مأموریت علمی را در مشتری کامل کرده و تقریبا ۲۰۰ میلیون کیلیومتر از زمان گردش به دور مشتری در ۴ جولای ۲۰۱۶ به ثبت رسانده است. یازدهمین مأموریت علمی جونو در روز یک آوریل (حدود ده روز دیگر) خواهد بود. جونو در ۵ آگوست ۲۰۱۱ از کیپ کاناوارالفلوریدا پرتاب شد. این کاوشگر در طول مأموریت اکتشافی، به بررسی ابرهای بالا و پائین مشتری، تقریبا با امتداد ۳۵۰۰ کیلومتر پرداخته است. در طول این پروازها، جونو به سطوح زیرین ابرها رفته و برای دستیابی به اطلاعات بیشتری در مورد منشأ سیاره، ساختار، لایه‌ی جو و مغناطیس کره به مطالعه‌ی شفق‌های قطبی این سیاره پرداخته است.