نقاط مرموز در قطب‌های مشتری: آیا حیات فرازمینی در کمین است؟

کشف نقاط مرموز در قطب‌های مشتری

همون‌طور که لکه‌ی سرخ بزرگ مشتری سال‌هاست یه ویژگی پایدار این سیاره‌ست، ستاره‌شناس‌های دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، نقاط بزرگی رو در قطب‌های شمال و جنوبش کشف کردن که انگار سر فرصت ظاهر می‌شن و بعد ناپدید می‌شن. این دایره‌ها که اندازه‌شون مثل زمین می‌مونه و فقط با امواج فرابنفش دیده می‌شن، توی لایه‌هایی از مه در استراتوسفر قرار دارن که بالای قطب‌های سیاره وجود دارن. این دایره‌های تیره، وقتی دیده می‌شن، تقریباً همیشه درست زیر جاهای روشنِ اورالیسی در هر قطب هستن، مثل همون شفق‌های قطبی و جنوبی توی زمینی که خودمون می‌شناسیم.

این نقاط نسبت به بقیه جاها UV بیشتری جذب می‌کنن، برای همین هم توی عکس‌های تلسکوپ فضایی هابل ناسا تیره دیده می‌شن. توی عکس‌هایی که هابل بین سال‌های 2015 تا 2022 از سیاره گرفته، یه دایره‌ی UV تیره تو ۷۵ درصد مواقع توی قطب جنوب دیده می‌شد، اما دایره‌های تیره فقط تو یکی از هر هشت عکسی که از قطب شمال گرفته شده بود، دیده می‌شدن. این دایره‌های تیره UV به یه سری اتفاق‌های غیرمعمولی اشاره دارن که توی میدان مغناطیسی قوی مشتری داره می‌افته و به سمت قطب‌ها و قسمت‌های عمیق‌تر جو سیاره کشیده می‌شن. این اتفاق‌ها خیلی عمیق‌تر از اتفاق‌های مغناطیسی هستن که توی زمین شفق اورالیسی رو درست می‌کنن.

محقق‌های دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و همکاراشون امروز (26 نوامبر) این موارد رو توی نشریه‌ی Nature Astronomy گزارش دادن. این دایره‌های تیره UV اولین بار اواخر دهه‌ی 1990 توسط هابل توی قطب‌های شمال و جنوب دیده شدن و بعدش هم توسط فضاپیمای کاسینی که سال 2000 از نزدیکی مشتری رد شد، توی قطب شمال مشاهده شدن، ولی توجه زیادی رو جلب نکردن. اما وقتی تروی تسوبوتا، دانشجوی مقطع کارشناسی دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، یه بررسی دقیق و منظم از عکس‌های جدیدی که هابل گرفته بود انجام داد، فهمید که این نقاط یه ویژگی معمول توی قطب جنوب هستن – اون بین سال‌های 1994 تا 2022 هشت تا دایره‌ی UV تیره جنوبی (SUDO) رو شمرد.

تو تمام 25 نقشه‌ی جهانی هابل که قطب شمال مشتری رو نشون می‌دن، تسوبوتا و نویسنده‌ی ارشد، مایکل وونگ، که یه ستاره‌شناس پژوهشی توی آزمایشگاه علوم فضایی دانشگاه کالیفرنیا، برکلی هست، فقط دو تا دایره‌ی UV تیره شمالی (NUDO) پیدا کردن. بیشتر عکس‌های هابل به عنوان بخشی از پروژه‌ی Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) گرفته شدن که سرپرستش امی سایمون، دانشمند سیاره‌ای توی مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا و یکی از نویسنده‌های این مقاله هست. ستاره‌شناس‌ها با استفاده از هابل، هرسال از مشتری، زحل، اورانوس و نپتون عکس می‌گیرن تا بتونن تغییرهای جوی و تحولشون رو توی طول زمان بررسی کنن.

یافته‌های تازه توی جو سیاره‌های غول‌پیکر

تسوبوتا، که الان سال آخر دانشگاه توی رشته‌های فیزیک، ریاضی و علوم کامپیوتر درس می‌خونه، گفت: “تو دو ماه اول، فهمیدیم که این عکس‌های OPAL مثل یه معدن طلا هستن و من خیلی سریع تونستم یه برنامه‌ی تحلیل درست کنم و همه‌ی عکس‌ها رو بررسی کنم تا ببینم چی پیدا می‌کنیم.” اون ادامه داد: “همون موقع بود که فهمیدیم واقعاً می‌تونیم یه کار علمی درست حسابی انجام بدیم، داده‌های واقعی رو تحلیل کنیم و با همکارا درمورد اینکه چرا این چیزا ظاهر می‌شن، حرف بزنیم.”

وونگ و تسوبوتا با دو متخصص توی زمینه‌ی جو سیارات مشورت کردن: تام استالارد از دانشگاه نورثامبریای نیوکاسل و شی ژانگ از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، تا بفهمن چه چیزایی می‌تونن باعث ایجاد این ناحیه‌های مه آلود بشن. استالارد یه نظریه داد که طبقش این دایره‌های تیره احتمالاً به خاطر یه گرداب ایجاد می‌شن؛ گردابی که وقتی خطوط میدان مغناطیسی سیاره توی دو جای خیلی دور از هم، به هم می‌خورن، به‌وجود میاد. این گرداب توی یونوسفر، که استالارد و ستاره‌شناس‌های دیگه قبل‌ترها با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی حرکت چرخشی‌ش رو تشخیص داده بودن، با سرعت زیادی می‌چرخه و هرچی به لایه‌های عمیق‌تر می‌ره، ضعیف‌تر می‌شه. مثل یه گردباد که روی زمین می‌شینه، عمیق‌ترین بخش گرداب جو غلیظ رو به هم می‌زنه و باعث ایجاد نقاط غلیظی می‌شه که وونگ و تسوبوتا دیدن. هنوز معلوم نیست که این به‌هم‌خوردگی، مه بیشتری رو از زیر به سطح می‌آره یا این‌که مه جدیدی درست می‌کنه.

تیم تحقیقاتی بر اساس مشاهداتشون فکر می‌کنن که این دایره‌ها حدود یه ماه طول می‌کشه تا شکل بگیرن و بعد از چند هفته محو می‌شن. ژانگ گفت: “مه توی این دایره‌های تیره 50 برابر غلیظ‌تر از حالت عادیه، که نشون می‌ده احتمالاً به خاطر دینامیک‌های گردابی به‌وجود اومده تا واکنش‌های شیمیایی که از ذرات پرانرژی جو بالایی ناشی می‌شه؛ مشاهدات ما نشون داد که زمان و مکان این ذرات پرانرژی با ظاهر شدن این دایره‌های تیره، رابطه‌ای نداره.”

یافته‌ها همون چیزیه که پروژه‌ی OPAL برای کشفش طراحی شده بود: این‌که دینامیک‌های جوی توی سیاره‌های غول‌پیکر منظومه‌ی شمسی چطوری با چیزی که ما توی زمین می‌دونیم فرق داره. وونگ گفت: “تحقیق و بررسی ارتباط بین لایه‌های مختلف جو برای همه‌ی سیاره‌ها، چه سیاره‌های خارج از منظومه‌ی شمسی، چه مشتری یا زمین، خیلی مهمه. ما داریم شواهدی از یه فرایند پیوسته‌ساز توی کل سیستم مشتری می‌بینیم، از دیناموی داخلی گرفته تا ماه‌ها و شبکه‌های پلاسما و یونوسفر و مه استراتوسفری. پیدا کردن این الگوها به ما کمک می‌کنه تا سیاره رو به طور کلی درک کنیم.”

این پژوهش با حمایت مالی سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (NASA) انجام شده.