برای اولین بار، یک سیاره یاب سال نوری بر روی یک شی در منظومه شمسی در مطالعه بادهای مشتری استفاده شده است.
ما در زمانی هستیم که یافتن سیاره‌هایی که به دور ستاره دیگری می‌چرخند، با بیش از 5000 ثبت شده، تقریباً عادی شده است. اولین جهان های دوردستی که این فهرست را تهیه کردند، بیشتر سیارات غول پیکری شبیه مشتری و زحل بودند، اما از بسیاری جهات نیز با آنها بسیار متفاوت بودند.
اخترفیزیکدانان قبلاً شروع به دستیابی به داده هایی در مورد جو سیارات فراخورشیدی کرده اند، اما هنوز به سؤالات اساسی در مورد جو بزرگترین سیاره منظومه شمسی پاسخ داده نشده است. برای درک آنچه در ابرها و لایه های هوای مشتری می گذرد، لازم است آن را در طول زمان، در مشاهدات مستمر مطالعه کرد. اکنون، برای اولین بار، ابزاری برای یافتن و تجزیه و تحلیل جهان‌هایی که سال‌های نوری از ما فاصله دارند، یعنی سیاره‌های فراخورشیدی، ساخته شده است که هدفی را در منظومه شمسی در فاصله 43 دقیقه نوری از زمین، یعنی سیاره مشتری، نشانه گرفته است.
محققان از موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی (IA)، در دانشکده علوم طبیعی دانشگاه لیسبون (پرتغال) (Ciências ULisboa)، استفاده می شود اسپرسو طیف نگار نصب شده بر روی VLT تلسکوپ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) برای اندازه گیری سرعت باد مشتری. را نتایج قبلا منتشر شده است در مجله علمی کائنات.
روشی که تیم توسعه داده است سرعت داپلر نام دارد و بر اساس بازتاب نور مرئی خورشید توسط ابرها در جو سیاره هدف است. این نور منعکس شده در طول موج متناسب با سرعت حرکت ابرها نسبت به تلسکوپ روی زمین، تحریف می شود. این سرعت باد آنی را در نقطه مشاهده شده نشان می دهد.
روشی که اکنون با اسپرسو استفاده می‌شود توسط گروه تحقیقاتی سیستم‌های سیاره‌ای IA با طیف‌نگارهای دیگر برای مطالعه جو زهره توسعه داده شد. محققان چندین سال است که بادهای این سیاره همسایه را اندازه‌گیری کرده و در مدل‌سازی جو کلی آن مشارکت داشته‌اند. اکنون، کاربرد اکتشافی این روش با ابزاری مانند اسپرسو به موفقیتی منجر شده است که افق های جدیدی را به روی دانش همسایه کیهانی ما می گشاید. این کار امکان رصد سیستماتیک بیرونی ترین جو سیارات گازی را تایید می کند.
به مدت پنج ساعت در جولای 2019، تیم تلسکوپ VLT را به سمت منطقه استوایی مشتری، جایی که ابرهای سبک در ارتفاعات بالاتر قرار دارند، و در کمربندهای استوایی شمالی و جنوبی سیاره، که مربوط به هوای نزولی است و نوارهایی از تاریکی را تشکیل می‌دهند، نشانه گرفتند. ، ابرهای گرمتر در لایه عمیق تر جو.
جو مشتری، در سطح ابری که از زمین قابل مشاهده است، حاوی آمونیاک، هیدروسولفید آمونیوم و آب است که نوارهای قرمز و سفید متمایز را تشکیل می دهند. پدرو ماچادواز IA و Ciências ULisboa، “ابرهای بالایی واقع در ناحیه فشار 0.6 تا 0.9 بار از یخ آمونیاک ساخته شده اند. این محقق اضافه می‌کند که ابرهای آبی متراکم‌ترین و پایین‌ترین لایه را تشکیل می‌دهند و قوی‌ترین تأثیر را بر پویایی جو دارند.
این تیم با ESPRESSO توانست سرعت بادهای مشتری را از 60 تا 428 کیلومتر در ساعت با عدم قطعیت کمتر از 36 کیلومتر در ساعت اندازه گیری کند. این مشاهدات، که با ابزاری با وضوح بالا بر روی یک سیاره گازی اعمال می‌شوند، چالش‌های خود را دارند: «یکی از دشواری‌ها «پیمایش» بر فراز صفحه مشتری است، یعنی اینکه دقیقاً بدانیم به کدام نقطه از صفحه سیاره اشاره کرده‌ایم، به دلیل پدرو ماچادو توضیح می دهد که به وضوح بسیار زیاد در تلسکوپ VLT.
“در خود مطالعه، دشواری به این واقعیت مربوط می شود که وقتی چرخش مشتری در خط استوا حدود ده کیلومتر در ثانیه است، بادها را در عرض چند متر در ثانیه تعیین می کردیم و این امر را پیچیده می کند، زیرا این یک سیاره گازی و نه جسم جامد، بسته به عرض جغرافیایی نقطه ای که ما مشاهده می کنیم، با سرعت های متفاوتی می چرخد.»
برای آزمایش اثربخشی اندازه‌گیری سرعت داپلر از تلسکوپ‌های روی زمین در اندازه‌گیری بادهای مشتری، این تیم همچنین اندازه‌گیری‌های به‌دست‌آمده در گذشته را برای مقایسه نتایج جمع‌آوری کردند. بیشتر داده‌های موجود توسط ابزارهای موجود در فضا جمع‌آوری شد و از روش متفاوتی استفاده شد که شامل به دست آوردن مقادیر متوسط سرعت باد با ردیابی الگوهای ابر در تصاویر گرفته شده در لحظات نزدیک بود.
سازگاری بین این تاریخچه و مقادیر اندازه گیری شده در مطالعه منتشر شده، امکان استفاده از سرعت داپلر را در برنامه ای برای مشاهده بادهای مشتری از زمین تایید می کند.
این نظارت به تیم تحقیقاتی اجازه می‌دهد تا داده‌هایی در مورد چگونگی تغییر بادها در طول زمان جمع‌آوری کند و برای توسعه یک مدل قابل اعتماد از گردش جهانی جو مشتری ضروری است. این مدل محاسباتی باید تفاوت‌های بادها را بسته به عرض جغرافیایی و همچنین طوفان‌های مشتری بازتولید کند تا به درک علل پدیده‌های جوی که در این سیاره مشاهده می‌کنیم کمک کند. به نوبه خود، این مدل به آماده سازی مشاهدات آینده با اطلاعاتی در مورد فشار و ارتفاع ابرها در خط تیره تلسکوپ کمک می کند.
این تیم قصد دارد مشاهدات اسپرسو را به پوشش بیشتر قرص مشتری و همچنین جمع‌آوری موقت داده‌های باد در طول دوره تقریباً 10 ساعته سیاره گسترش دهد. محدود کردن مشاهدات به محدوده‌های مشخصی از طول‌موج‌ها، اندازه‌گیری باد در ارتفاعات مختلف را نیز ممکن می‌سازد و در نتیجه اطلاعاتی را در مورد انتقال عمودی لایه‌های هوا فراهم می‌کند.
هنگامی که این تکنیک برای بزرگترین سیاره منظومه شمسی تسلط یافت، تیم امیدوار است آن را در اتمسفر سایر سیارات گازی با زحل به عنوان هدف بعدی اعمال کند. موفقیت این مشاهدات با اسپرسو در زمانی مهم بود که جانشین آن، اندیدر حال طراحی برای تلسکوپ بسیار بزرگ آینده (ELT)، همچنین از ESO و در حال حاضر در حال ساخت در شیلی، اما همچنین در آینده است آب میوه ماموریت آژانس فضایی اروپا که به مشتری اختصاص داده شده است و داده های بیشتری را ارائه می دهد.
تصویر: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS.
برای خبرنامه Daily Dose ثبت نام کنید و بهترین اخبار علمی صبحگاهی را از سراسر وب دریافت کنید که مستقیماً به صندوق ورودی شما تحویل داده می شود؟ به آسانی صبح یکشنبه است.
در حال پردازش…
موفق باشید! شما در لیست هستید.
اوه! خطایی روی داد و نتوانستیم اشتراک شما را پردازش کنیم. لطفا صفحه را مجددا بارگذاری کنید و دوباره تلاش کنید.
