g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Jüpiter'in atmosferi hayal gücünün çok ötesinde

Yüzyıllar boyunca gökbilimciler Jüpiter'in girdap yüzeyini gözlemliyorlar ve görünüşü konusunda şaşkın ve gizemliler. Galileo uzay aracı 1995 yılında Jüpiter'e ulaştığında ve atmosferini derinlemesine incelemeye başladığında, bu gizem daha da derinleşti. O zamandan beri gökbilimciler, renk halkası sistemi hakkında kafalarını karıştırmaya başladılar ve yüzeysel fenomenler mi yoksa daha derin nedenleri mi olduğunu bilmek istiyorlar.

Temmuz 2016'da Satürn'ün yörüngesine girmeye başlayan Juno uzay aracı sayesinde bilim adamları bu sorunun cevabına yaklaştılar. Juno verilerine dayanan üç çalışma yayınlandı: Jüpiter'in manyetik alanı, iç dönüşü ve halkasının ne kadar derin genişlediğiyle ilgili sorular ortaya koyuyor. Bu bulgular, bilim adamlarının Jüpiter'in atmosferi ve iç katmanları hakkındaki düşüncelerini revize etti.

Resim: Jüpiter'in atmosferinin dikey yapısı. Yükseklik azaldıkça basıncın arttığını unutmayın. -132 kilometre, Galileo'nun atmosferik araştırmasının Jüpiter'in atmosferindeki en derin derinliğidir.

Bu çalışmaların konuları, tümü 2018'de yayınlanan "Jüpiter'in Asimetrik Yerçekimi Alanının İncelenmesi", "Jüpiter'in Atmosferi Kilometrelerce Jetleri Uzatabilir" ve "Jüpiter'in Derin İç Kısmının Kötü Dönüşünün Bastırılması" dır. 7 Mart 2015 tarihli "Nature" dergisinde. Üç çalışma, Roma Sapienza Üniversitesi'nden Profesör Luciano Iess ve Weizmann Bilim Enstitüsü'nden Profesör Yohai Kaspi ve Elijah tarafından yönetildi. Riviera Gözlemevi'nden Dr. Eli Galanti ve Profesör Tristan Guillot başkanlık ediyor.

Resim: Jüpiter'in Güney Kutbu, Juno tarafından 2017'de 16. keşif sırasında çekilmiş. Görüntü kaynağı: NASA / Jet Tahrik Laboratuvarı / Güneybatı Araştırma Enstitüsü / Statik İnsanlı Uzay Simülatörü / David Mariotte

Araştırma çalışması Profesör Kaspi ve Dr. Galanti tarafından yürütülmüştür.İkinci çalışmanın ana yazarları olmanın yanı sıra, diğer iki çalışmanın ortak yazarlarıdırlar. İkili, 2011'de Juno'nun piyasaya sürülmesinden önce bile bu analiz için hazırlanıyordu, bu sırada yerçekimi alan verilerini analiz etmek ve Jüpiter'in atmosferini daha iyi kavramak için matematiksel araçlar geliştirdiler. Ve dinamikleri.

Her üç çalışma da 53 günde bir Jüpiter'in kutuplarının bir ucundan gidecek olan Juno tarafından toplanan verilere dayanıyor ve bu harekete "Haziran ayının ortası" deniyor. Sonda, geçtiği her seferinde atmosferin altını gözlemlemek için gelişmiş alet takımını kullanacaktır. Ek olarak, her yörüngede Dünya'nın yerçekimi alanıyla nasıl değiştiklerini belirlemek için prob tarafından yayılan radyo dalgalarını ölçtü.

Gökbilimcilerin uzun zamandır bildiği gibi, Jüpiter'in halka sistemindeki jetler batıdan doğuya ve sonra doğudan batıya akmaktadır. Bu süreçte jet, gezegendeki ortalama kütle dağılımını bozdu. Profesör Caspi ve Galanti'nin analiz araçları, gezegenin yerçekimi alanındaki değişiklikleri (ve dolayısıyla kütle dengesizliğini) ölçerek, fırtınanın gezegen yüzeyinin altındaki genişlemesinin derinliğini ve içindeki dinamiklerin ne olduğunu hesaplayabilir. .

Özetle, Profesör Caspi'nin ekibi bazı anormallikler bulmayı umuyor, Jüpiter'in şekli standart küreden sapıyor - bu, çok hızlı dönme hızının neden olduğu hafif bir sıkıştırmadan kaynaklanıyor. Ayrıca, bir gaz ortamında kuvvetli rüzgarların varlığı nedeniyle şekil değişikliği olarak açıklanabilecek başka anormallikler bulmayı da dört gözle bekliyorlar.

Bu resim, Juno'da Juno kamera tarafından çekilen Güney Kutbu'nun görünür spektrumunu göstermektedir. Jüpiter'in neden bu kadar benzer kuzey ve güney kutuplarına sahip olduğuna gelince, farklı sayıda siklona sahipler.

Resim kredisi: NASA / Jet Tahrik Laboratuvarı / Güneybatı Araştırma Enstitüsü / Betsy Asher Hall / Gevasio Robles

İlk çalışmada, Profesör Ace ve meslektaşları, Jüpiter'in yerçekimi harmoniklerini (tek ve çift harmonikler dahil) ölçmek için Juno uzay aracındaki hassas Doppler izleme teknolojisini kullandılar. Jüpiter'in manyetik alanının kuzey ve güney kutupları arasında bir asimetriye sahip olduğunu belirlediler, bu da atmosferin aktığını gösteriyor.

İkinci çalışmada bu asimetri analiz edildi. Dr. Caspi ve meslektaşları, Jüpiter'in doğu-batı jetlerinin derinliğini hesaplamak için yerçekimi alanındaki değişiklikleri kullandılar. Bu jetlerin Jüpiter'in kütleçekim alanının nasıl dengesiz olmasına ve hatta gezegenin kütlesini yok etmesine neden olduğunu ölçerek, bu jetlerin 3000 kilometre (1864 mil) derinliğe kadar uzandığı sonucuna vardılar.

Diyagram: Jüpiter bulut kuşağının idealize edilmiş bir diyagramıdır ve daha parlak alanlar sağda ve daha koyu kuşaklar solda olacak şekilde biçimsel kısaltmalarla işaretlenmiştir. Büyük Kırmızı Nokta ve BA dikdörtgeni sırasıyla güney tropikal kuşakta ve güney ılıman kuşakta gösterilmiştir.

Gulot ve arkadaşları üçüncü bir çalışma yürüttüler, Jüpiter'in önceki yerçekimi alanlarını ve jetlerini kullandılar ve Jüpiter'in iç modelinin simülasyon sonuçlarını karşılaştırdılar. Buna dayanarak Jüpiter'in iç kısmının neredeyse katı bir cisim gibi döndüğünü belirlediler ve bu diferansiyel dönüş aşağı doğru zayıfladı.

Ek olarak, atmosferin akış alanının derinliğinin yaklaşık 2000 kilometre (1243 mil) ila 3.500 kilometre (2175 mil) arasında olduğunu buldular, bu da garip yerçekimi harmoniklerindeki kısıtlamalarla tutarlıydı. Bu derinlik aynı zamanda iletkenliğin manyetorezistansın diferansiyel dönüşü baskılayacak kadar büyük hale gelmesi olgusuyla da tutarlıdır.

Resim: Haziran 2008'de, kısa bir süre önce dikdörtgen BA (altta), Büyük Kırmızı Nokta (üstte) ve "Kırmızı Nokta Bebek" (orta) ile karşılaşıldı.

Araştırma ekibi, bulgularına dayanarak Jüpiter'in atmosferinin toplam kütlesinin% 1'ini oluşturduğunu hesapladı. Bunun aksine, Dünya'nın atmosferi, kütlesinin milyonda birinden daha azını oluşturur. Ancak Witzmann Enstitüsü'nden Profesör Caspi'nin raporda açıkladığı gibi, bu oldukça şaşırtıcı.

"Bu, herkesin hayal gücünün ötesinde ve güneş sistemindeki diğer gezegenler hakkındaki ilk bilgimizin ötesinde. Bu, Dünya'nın üç katı kütleye sahip bir gezegen, ancak saniyede onlarca metre hızla hareket ediyor."

İllüstrasyon: Galileo, 1997'de Jüpiter'in gece tarafındaki yıldırımları fotoğrafladı.

Sonuç olarak, bu çalışmalar insanlara Jüpiter'in atmosferik dinamiklerini ve iç yapısını incelemek için yeni fikirler sunuyor. Jüpiter'in çekirdeğinde ne olduğu sorusu henüz çözülmedi. Bununla birlikte, araştırmacılar, Jüpiter'in sağlam bir çekirdeğe sahip olup olmadığını keşfetmek için Juno ölçüm sonuçlarını daha fazla analiz etmeyi umuyorlar ve eğer durum buysa, kütlesi daha fazla belirlenebilir. Bu da gökbilimcilerin güneş sisteminin zamanı ve oluşumu hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olacaktır.

Ayrıca Profesör Caspi ve Profesör Galanti, Jüpiter'in en ikonik özelliği olan Jüpiter'in Büyük Kırmızı Leke'sini çözmek için Jüpiter'in jetinin karakterizasyonuyla aynı yöntemi kullanmayı umuyor. Buna ek olarak, fırtınasının ne kadar derinleştiğini belirleyebilirler, bu fırtınanın neden bu kadar yüzyıllarca sürdüğünü ve son birkaç yılda neden bu kadar önemli ölçüde küçüldüğünü de bilmek istiyorlar.

ilgili bilgi

Jüpiter'in atmosferi, güneş sistemindeki en büyük gezegensel atmosferdir. Esas olarak, güneşle aşağı yukarı aynı oranlarda hidrojen molekülleri ve helyumdan oluşur. Metan, amonyak, hidrojen sülfür ve su dahil diğer kimyasal bileşenler yalnızca küçük miktarlardadır. Atmosferin derinliklerinde su var olduğu düşünüldüğünden gözlemlenen değer düşüktür. Oksijen, nitrojen, kükürt ve soy gazların bolluğu güneşin yaklaşık üç katıdır.