استخدم علماء الفلك من جامعة كاليفورنيا في بيركلي المركبة W.M. لا يزال العلماء غير متأكدين من سبب تحول البقع إلى اللون الأحمر ، لكنهم يعتقدون أنها ربما تكون قد جرفت مواد أغمق من أعماق الغلاف الجوي للكوكب. عندما تتعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، تتحول هذه المادة إلى اللون الأحمر.
التقط علماء الفلك من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، ومرصد WM Keck في هاواي الشهر الماضي صورًا عالية الدقة قريبة من الأشعة تحت الحمراء للبقعة الحمراء الكبرى ، وهي عاصفة مستمرة وعالية الضغط على كوكب المشتري ، كعاصفة صاعدة ، Red Spot Jr . ، نسخت منه في سباقها حول الكوكب.
تم التقاط الصورة ، التي تُظهر أيضًا قمر المشتري Io ، في 20 يوليو بتوقيت هاواي (21 يوليو التوقيت العالمي) بواسطة تلسكوب Keck II على Mauna Kea باستخدام البصريات التكيفية لزيادة حدة الصورة.
البقع تهم علماء الفلك لأن Red Spot Jr. تشكلت من اندماج ثلاث بقع بيضاء في الآونة الأخيرة فقط ، بين عامي 1998 و 2000 ، وفي ديسمبر 2005 تحولت إلى اللون الأحمر مثل البقعة الحمراء العظيمة. في حين أن البقعة الحمراء الجديدة هي بحجم الأرض تقريبًا ، فإن البقعة الحمراء الكبرى تبلغ ضعف هذا القطر تقريبًا وهي تدور حول الكوكب منذ 342 سنة على الأقل.
تظهر الصور التي تم التقاطها بواسطة الجيل الثاني من كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRC2) على Keck II أنه على الرغم من أن البقع الحمراء متشابهة اللون تقريبًا عند رؤيتها بأطوال موجية مرئية ، إلا أنها تختلف بشكل ملحوظ في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء. عندما رأى الفلكيون الكوكب من خلال مرشح ضيق النطاق يتركز على 1.58 ميكرون ، طول الموجة القريب من الأشعة تحت الحمراء ، Red Spot Jr. ، والذي كان يسمى Oval BA قبل أن يتغير من الأبيض إلى الأحمر ، كان أكثر قتامة ، مما يشير إلى أن القمم من السحب العاصفة قد تكون أقل من تلك البقعة الحمراء الكبرى. مع زيادة الغلاف الجوي فوق قمم السحابة ، يتم امتصاص المزيد من ضوء الأشعة تحت الحمراء بواسطة جزيئات مثل الميثان في الغلاف الجوي.
قال عالِم الفلك الرئيسي إمكي دي باتر ، أستاذ علم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: "إن Red Spot Jr. إما ليست عالية مثل البقعة الحمراء الكبرى ، أو أنها ليست عاكسة ، أي أنها كثيفة". "ستضع هذه الصور بعض القيود على ارتفاع Red Spot Jr."
يُعتقد أن البقعة الحمراء الكبرى تتأرجح على ارتفاع حوالي 8 كيلومترات (5 أميال) فوق السطح السحابي المحيط. قد تشير حقيقة تحول Red Spot Jr. إلى اللون الأحمر إلى أن سحب العاصفة الدوامية ترتفع أيضًا أيضًا ، على الرغم من أنها على ما يبدو ليست مرتفعة مثل تلك الموجودة في رفيقها الأكبر ، أو الغيوم أرق.
لماذا البقع حمراء هي موضوع نقاش كبير. يعتقد بعض الناس أن الرياح الشبيهة بالإعصار في البقعة الحمراء الكبرى ، والتي يمكن أن تصل إلى 400 ميل في الساعة ، تجرف المواد من أعماق الغلاف الجوي لكوكب الأرض ، عندما تتعرض لأشعة الشمس فوق البنفسجية ، تتحول إلى اللون الأحمر. أحد المرشحين هو غاز الفوسفين ، PH3 ، الذي تم اكتشافه على المشتري. يمكن أن يحفز الضوء فوق البنفسجي تحويله إلى الفوسفور الأحمر ، P4 ، وفقًا لإحدى النظريات الرائدة. هناك نظريات أخرى أكثر تعقيدًا لها تفاعل الفوسفين في الغلاف الجوي مع المواد الكيميائية مثل الميثان أو الأمونيا لتشكيل مركبات معقدة مثل ميثيل فوسفان أو فوسفاتين.
ومع ذلك ، تشير الدراسات الحديثة إلى أن اللون الأحمر قد يُنسب أيضًا إلى التآثرات الكبريتية ، أي التكوينات الجزيئية المختلفة ، بما في ذلك السلاسل والحلقات ، من الكبريت النقي (S3-S20). يفترض العمل الجديد أن جزيئات هيدروسولفيد الأمونيوم تُرفع لأعلى في البقعة الحمراء الكبرى ويتم تفتيتها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. تؤدي التفاعلات الكيميائية اللاحقة في النهاية إلى تآثرات كبريتية طويلة السلسلة ، والتي يمكن أن تختلف في اللون من الأحمر إلى الأصفر.
نُقل عن دي باتر قوله في عدد آب / أغسطس 2006 من مجلة Sky & Telescope: "ما زالت هيئة المحلفين ماضية في العمليات الدقيقة التي تؤدي إلى اللون الأحمر للبقعة الحمراء الكبرى - و Oval BA".
انضم كريستوفر جو ، عالم الفلك الهواة الذي لاحظ تغير اللون لأول مرة في Red Spot Jr. ، إلى فريق دي باتر في وقت سابق من هذا العام. وأشار إلى أنه خلال اللقاء الوثيق بين البقعتين ، تم سحق Red Spot Jr. قليلاً ، وتمتد في اتجاه حركته. حدث الشيء نفسه في عامي 2002 و 2004 عندما مر كل من Red Spot و Red Spot Jr. على بعضهما البعض ، على الرغم من أن جونيور كان أبيض.
تدور النقطة الحمراء الكبرى غربًا ، مقابل الدوران الشرقي للكوكب. لأن الفرق المتناوبة على سطح جوفيان تتحرك في اتجاهين متعاكسين ، يتحرك ريد سبوت جونيور المجاور شرقاً. يدور الكوكب مرة واحدة كل 10 ساعات.
تنبأ آخر من زملاء دي باتر ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي فيليب ماركوس ، منذ عدة سنوات بأن مناخ المشتري يتغير ، بناءً على اختفاء العواصف أو البقع داخل العصابات. يشكل تشكيل Red Spot Jr. من ثلاث عواصف أصغر مثالاً على ذلك. وقال إن مزج هذه الأعاصير في الغلاف الجوي يحافظ على درجة الحرارة نفسها حول الكوكب بأكمله ، لذا فإن فقدان هذا الخلط سيؤدي إلى تسخين خط الاستواء وتبريد القطبين.
في وقت سابق من هذا العام ، في 16 أبريل ، التقطت دي باتر وفريقها صورًا قريبة من الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي للكوكب باستخدام تلسكوب هابل الفضائي للنظر عن كثب في البقع الحمراء. كانت الملاحظات مع تلسكوب Keck دراسة متابعة لمحاولة قياس سرعات الرياح الدائرية في البقع. ومع ذلك ، فإن سطوع المشتري وحجمه أربك نظام البصريات التكيفية (AO) ، مما اضطر الفلكيين إلى تفويت بعض اللقطات الجيدة للكوكب حيث تم وضع النجم المرشد بشكل مثالي بالنسبة للمشتري.
قال دي باتير ، مشيراً إلى استخدام نظام نجمة دليل الليزر بجوار جسم كبير ومشرق مثل المشتري: "ربما كانت هذه الملاحظة الأكثر تحديًا التي تمت تجربتها على الإطلاق مع نظام AO في Keck". يمكن للبصريات التكيفية أن تزيل الوميض من جسم ناجم عن الحركة الحرارية في الغلاف الجوي ، ولكن للقيام بذلك بشكل جيد ، يجب أن يكون الهدف بالقرب من كائن مشرق آخر يمكن أن يكون بمثابة مرجع. بالنسبة لبعض الصور ، تم استخدام قمر المشتري Io كمرجع "نجمة". ولكن حتى اقترب Io بشكل كافٍ لهذا ، تم إنشاء نجمة دليل ليزر بالقرب من المشتري لخدمة هذا الغرض.
قال الدكتور كونراد ، الفلكي الداعم في مرصد كيك: "كانت هذه أول محاولة لنا باستخدام الليزر للحصول على صور مصححة AO لسطح المشتري". "تُظهر التقنية الوعد ، وإذا أتقنها ، فإنها ستزودنا بالعديد من الفرص لمراقبة هذا الكائن الرائع والمتغير باستمرار."
صورة مقربة لبقع المشتري الحمراء من خلال مرشح 5 ميكرون
كما حصل الفريق ، الذي ضم كيك مراقبة أعضاء الدعم تيري ستيكيل وديفيد لو ميجنان وماركوس فان دام وجامعة كاليفورنيا في بيركلي بعد الدكتوراه مايكل وونغ ، على لقطة مقرّبة للنقطتين من خلال مرشح ضيق النطاق يتمركز على 5 ميكرون ، عينات من الإشعاع الحراري من أعماق طبقة السحابة. تظهر كلتا البقع مظلمة لأن السحب تمنع تمامًا الحرارة المنبعثة من الارتفاعات المنخفضة ، على الرغم من أن المناطق الضيقة حول البقع الخالية من السحب تظهر تسربًا لهذه الحرارة إلى الفضاء.
وأضاف وونج: "تكشف هذه الصور الخمسة ميكرون عن تفاصيل في عتامة السحابة التي لا تُرى في الأطوال الموجية الأخرى وستساعد على كشف البنية الرأسية للبقع." "الأقواس الناعمة والضيقة المرئية إلى الجنوب من كل بقعة ربما تنتج عن التفاعل بين البقع والرياح عالية السرعة التي تنحرف حولها."
كانت الدقة التي تستخدم كلاً من المشاهد الضيقة والواسعة على الكاميرا حوالي 0.1 ثانية قوسية ، أو نصف الجودة التي يمكن الحصول عليها في ليلة صافية مع رؤية مثالية.
يقوم مرصد دبليو كيك بتشغيل مقاريب مزدوجة بطول 10 أمتار تقع على قمة ماونا كيا في جزيرة هاواي وتديرها جمعية كاليفورنيا لأبحاث الفلك ، وهي شركة غير ربحية يضم مجلس إدارتها ممثلين عن كالتيك ، جامعة كاليفورنيا ووكالة ناسا. لمزيد من المعلومات ، يرجى زيارة http://www.keckobservatory.org.
المصدر الأصلي: UC Berkeley News Release
