في المظلة الدائرية لجو كوكب المشتري ، تكون البقع الخالية من الغيوم استثنائية للغاية بحيث تحصل البقع الكبيرة على الاسم الخاص "النقاط الساخنة". لطالما كانت الكيفية التي تتشكل بها عمليات التطهير هذه ولماذا يتم العثور عليها فقط بالقرب من خط الاستواء على كوكب الأرض من الغموض منذ فترة طويلة. الآن ، باستخدام صور من المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا ، وجد العلماء دليلًا جديدًا على أن النقاط الساخنة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري تم إنشاؤها بواسطة موجة روسبي ، وهو نمط يظهر أيضًا في الغلاف الجوي للمحيطات والمحيطات. وجد الفريق الموجة المسؤولة عن النقاط الساخنة تنزلق لأعلى ولأسفل عبر طبقات من الغلاف الجوي مثل الحصان الدائري في جولة ممتعة.
قال ديفيد تشوي ، الباحث الرئيسي في الدراسة ، زميل ناسا لما بعد الدكتوراه: "هذه هي المرة الأولى التي يتتبع فيها أي شخص عن كثب شكل النقاط الساخنة المتعددة على مدار فترة من الزمن ، وهي أفضل طريقة لتقدير الطبيعة الديناميكية لهذه الميزات". العمل في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند ، تم نشر الورقة على الإنترنت في عدد أبريل من مجلة إيكاروس.
صنع تشوي وزملاؤه أفلامًا بفواصل زمنية من مئات الملاحظات التي التقطتها كاسيني أثناء تحليقها للمشتري في أواخر عام 2000 ، عندما قامت المركبة الفضائية بأقرب طريق لها إلى الكوكب. تقوم الأفلام بتكبير خط من النقاط الساخنة بين أحد أحزمة المشتري الداكنة والمناطق البيضاء الساطعة ، على بعد 7 درجات شمال خط الاستواء. تغطي الدراسة حوالي شهرين (في وقت الأرض) ، وتفحص الدراسة التغييرات اليومية والأسبوعية في أحجام وأشكال النقاط الساخنة ، والتي يغطي كل منها مساحة أكبر من أمريكا الشمالية ، في المتوسط.
جاء الكثير مما يعرفه العلماء عن النقاط الساخنة من مهمة غاليليو التابعة لوكالة ناسا ، التي أطلقت مسبارًا جويًا انحدر إلى نقطة ساخنة في عام 1995. وكان هذا هو التحقيق الأول والوحيد حتى الآن في الموقع الجوي لجو كوكب المشتري.
قال أشوين فاسافادا ، مؤلف مشارك في الورقة ، "إن بيانات مسبار غاليليو وعدد قليل من الصور المدارية ألمحت إلى الرياح المعقدة التي تدور حول هذه النقاط الساخنة وعبرها ، وتثير تساؤلات حول ما إذا كانت في الأساس موجات أو أعاصير أو شيئًا بينهما". يقع مقرها في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، والذي كان عضوًا في فريق التصوير كاسيني أثناء تحليق المشتري. "تعرض أفلام كاسيني الرائعة الآن دورة الحياة الكاملة وتطور النقاط الساخنة بتفاصيل رائعة."
نظرًا لأن النقاط الساخنة تتكسر في الغيوم ، فإنها توفر نوافذ في طبقة غير مرئية عادة من الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، وربما تصل إلى المستوى الذي يمكن أن تتكون فيه سحب الماء. في الصور ، تظهر النقاط الساخنة غامضة ، ولكن نظرًا لأن الطبقات الأعمق أكثر دفئًا ، تكون النقاط الساخنة مشرقة جدًا في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء حيث يتم استشعار الحرارة ؛ في الواقع ، هكذا حصلوا على اسمهم.
إحدى الفرضيات هي أن البقع الساخنة تحدث عندما تغرق المسودات الكبيرة من الهواء في الجو ويتم تسخينها أو تجفيفها في هذه العملية. لكن الانتظام المدهش للنقاط الساخنة دفع بعض الباحثين إلى الاشتباه في وجود موجة جوية. عادة ، تصطف ثمانية إلى 10 نقاط ساخنة ، متباعدة تقريبًا ، مع أعمدة بيضاء كثيفة من السحابة بينهما. يمكن تفسير هذا النمط بموجة تدفع الهواء البارد إلى الأسفل ، وتكسر أي سحب ، ثم تحمل الهواء الدافئ لأعلى ، مما يتسبب في وجود غطاء سحابي كثيف في الأعمدة. لقد عززت النمذجة الحاسوبية خط التفكير هذا.
من أفلام كاسيني ، رسم الباحثون خرائط الرياح في وحول كل بقعة ساخنة وعمود ، ودرسوا التفاعلات مع الدوامات التي تمر ، بالإضافة إلى دوارات الرياح ، أو الدوامات الحلزونية ، التي تندمج مع النقاط الساخنة. لفصل هذه الحركات عن التيار النفاث الذي توجد فيه النقاط الساخنة ، قام العلماء أيضًا بتتبع حركات سحب "السكوتر" الصغيرة ، على غرار السحب الرقيقة على الأرض. وقد وفر ذلك ما قد يكون أول قياس مباشر لسرعة الرياح الحقيقية للتيار النفاث ، الذي تم قطعه بسرعة حوالي 300 إلى 450 ميل في الساعة (500 إلى 720 كيلومترًا في الساعة) - أسرع بكثير مما كان يعتقده أي شخص سابقًا. تتسع البقع الساخنة بوتيرة أكثر سرعة تبلغ حوالي 225 ميلاً في الساعة (362 كيلومترًا في الساعة).
من خلال إثارة هذه الحركات الفردية ، رأى الباحثون أن حركات النقاط الساخنة تتناسب مع نمط موجة روسبي في الغلاف الجوي. على الأرض ، تلعب موجات روسبي دورًا رئيسيًا في الطقس. على سبيل المثال ، عندما ينخفض انفجار هواء القطب الشمالي المتجمد فجأة ويجمد محاصيل فلوريدا ، تتفاعل موجة روسبي مع التيار النفاث القطبي وترسله عن مسارها المعتاد. تنتقل الموجة حول كوكبنا ولكن تتجول دوريًا في الشمال والجنوب مع تقدمها.
تدور الموجة المسؤولة عن النقاط الساخنة أيضًا حول الكوكب من الغرب إلى الشرق ، ولكن بدلاً من التجول في الشمال والجنوب ، ينزلق صعودًا ونزولًا في الغلاف الجوي. ويقدر الباحثون أن هذه الموجة قد ترتفع وتنخفض 15 إلى 30 ميلاً (24 إلى 50 كيلومترًا) في الارتفاع.
يجب أن تساعد النتائج الجديدة الباحثين على فهم مدى جودة الملاحظات التي أعادها مسبار غاليليو إلى بقية الغلاف الجوي للمشتري. قال تشوي: "وهذه خطوة أخرى في الإجابة عن المزيد من الأسئلة التي لا تزال تحيط بالنقاط الساخنة على المشتري".
