اسرار لکه قرمز بزرگ روی سیاره مشتری

توفانی را تصور کنید که از زمین بزرگتر است. این توفان از میان جو یک سیاره غول پیکر گازی می خروشد.

آن چه که گفته شد به یک داستانی علمی تخیلی می ماند اما چنین آشوب جوی ای واقعاً بر روی سیاره مشتری وجود دارد. این توفان نقطه یا لکه قرمز بزرگ نامیده می شود.

ستاره شناسان از اواسط قرن 16 میلادی متوجه وجود این لکه شدند و از سال 1830 با استفاده از تلسکوپ و فضاپیما مشاهده شکل واقعی آن را شروع کردند.

فضاپیمای «جونو»ی (Juno) ناسا وقتی به دور مشتری می گشت به این توفان خیلی نزدیک شد و تصاویر با وضوح بسیار زیاد از مشتری و توفانش گرفت. این تصاویر به دانشمندان دید جدید و نویی درباره یکی از قدیمی ترین توفان های شناخته شده در منظومه شمسی داد.

لکه قرمز بزرگ چیست؟

از نظر فنی، لکه قرمز بزرگ یک توفان واچرخه (anticyclonic) است (توفان واچرخه سیستمی از بادها است که مانند گردباد یا بادهای چرخنده است، اما در منطقه با فشار بالا در ابرهای مشتری می چرخد نه در منطقه با فشار کم).

لکه قرمز بزرگ در جهت عقربه های ساعت می چرخد و حدود شش روز زمینی طول می کشد تا یک دور کامل حول سیاره بگردد.

در داخل این توفان ابرهایی جا گرفته اند که اغلب به کیلومترها بالای ابری که مشتری را احاطه کرده اند صعود می کنند. بادهای تندی که به شمال و جنوب مشتری می وزند کمک می کنند که این لکه در همان عرض جغرافیایی ای که همیشه در آن می چرخد باقی بماند.

لکه قرمز بزرگ در واقع قرمز است، اگر چه ترکیب شیمیایی ابرها و جو باعث متفاوت شدن رنگ آن می شود و در مواقعی بیشتر نارنجی- مایل به صورتی می شود تا قرمز.

جو مشتری بیشتر از مولکول های هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است اما ترکیبات شیمیایی دیگری نیز دارد که برای ما آشنا هستند و عبارتند از: آب، سولفید هیدروژن، آمونیاک و متان. این مواد شیمیایی در داخل ابرهای لکه قرمز بزرگ نیز یافت می شوند.

هیچ کس دقیقاً مطمئن نیست که چرا رنگ لکه قرمز بزرگ در طول زمان تغییر می کند. ستاره شناسان معتقدند که تابش خورشید، بسته به شدت باد خورشیدی، باعث می شود مواد شیمیایی داخل لکه، تاریک یا روشن شوند.

کمربندها و مناطق ابری مشتری از نظر دارا بودن این مواد شیمیایی غنی هستند. همچنین محل توفان های بسیار کوچک تر، از جمله برخی از بیضی های سفید و لکه های مایل به قهوه ای شناور در میان ابرهای چرخشی هستند.

مطالعات درباره لکه قرمز بزرگ

هنگامی که ستاره شناسان قرن هجدهمی تلسکوپ هایشان را به سمت مشتری چرخاندند، توجه شان به یک لکه مایل به قرمز چشمگیر بر روی این سیاره غول پیکر جلب شد. این لکه قرمز بزرگ امروزه هم بعد از 300 سال در جو مشتری قرار دارد.

مشاهده گران از زمان های خیلی قدیم درباره سیاره غول پیکر گازی مشتری مطالعه کرده اند اما تنها چند قرن از زمان کشف لکه قرمز بزرگ می گذرد. مشاهداتی که از زمین انجام شده، دانشمندان را قادر به ترسیم حرکات لکه کرده است اما فهم آن تنها با پرواز فضاپیما امکان پذیر شده است.

فضاپیمای وویجر 1 در سال 1979 اولین تصویر از نزدیک را از این لکه گرفت. وویجر 2 و گالیلئو و جونو هم تصاویری گرفتند.

این مطالعات به دانشمندان کمک کرده هرچه بیشتر درباره چرخش لکه، حرکات آن در میان جو و تکامل این لکه یاد بگیرند. برخی معتقدند که شکل این لکه همچنان تغییر خواهد کرد تا تقریباً دایره ای شکل شود. شاید این اتفاق در 20 سال آینده رخ دهد.

برای سالها، عرض این لکه بیشتر از دو برابر عرض زمین بوده است. از دهه 1970 و زمانی که فضاپیمای وویجر شروع به کار کرد، اندازه این لکه کوچک و کوچک تر شد و به عرض دو زمین کاهش یافت. حالا هم اندازه این لکه به اندازه عرض 1.3 زمین است و در حال کوچک تر شدن است.

چرا این اتفاق رخ می دهد؟ هنوز پاسخی قطعی ارائه نشده است.

تصاویر جونو از بزرگ ترین توفان مشتری

هیجان انگیزترین تصاویر از لکه قرمز بزرگ مشتری به وسیله فضاپیمای جونوی ناسا گرفته شده است. این فضاپیما در سال 2015 پرتاب شد و در سال 2016 شروع به چرخیدن حول مشتری کرد. این فضاپیما در ارتفاع پایین و نزدیک به سیاره پرواز می کرد و در ارتفاع 3،400 کیلومتری بالای ابرها قرار می گرفت به همین دلیل جزئیات باور نکردنی ای از لکه قرمز بزرگ به دست داده است.

دانشمندان با استفاده از ابزارهای تخصصی فضاپیمای جونو توانسته اند عمق این لکه را اندازه گیری کنند. به نظر می رسد که این لکه حدود 300 کیلومتر عمق داشته باشد که بسیار عمیق تر از همه اقیانوس های زمین است. عمق عمیق ترین اقیانوس ها بیش از 10 کیلومتر است.

جالب اینجا است که «ریشه» های لکه قرمز بزرگ در کف (یا پایه) گرمتر از نوک آن است. این گرما بادهای فوق العاده قوی و سریعی را در نوک لکه تغذیه می کند که سرعتشان می تواند به بیش از 430 کیلومتر در ساعت برسد.

بادهای گرمی که یک توفان قوی را تغذیه می کنند، پدیده شناخته شده ای بر روی زمین هستند و به ویژه در توفان های عظیم دیده می شوند.

در بالای ابرها، درجه حرارت دوباره افزایش می یابد که دانشمندان در تلاشند بفهمند چرا این اتفاق رخ می دهد