100 عام من العواصف الضخمة على زحل تمطر الكوكب بأمطار الأمونيا

اكتشف العلماء أن كوكب زحل يعاني من عواصف عملاقة طويلة الأمد تستمر لقرون وتحدث جوًا عميقًا.

 

وكان زحل يعتبر سابقًا أكثر هدوءًا إلى حد ما من كوكب المشتري العملاق الغازي في النظام الشمسى والذى كان موطنًا لعاصفة بعرض 10000 ميل تسمى البقعة الحمراء العظيمة لمئات السنين، على الرغم من أن البقعة الحمراء العظيمة لا تزال أكبر عاصفة في النظام الشمسي، إلا أن عواصف زحل المكتشفة حديثًا لا تزال قوية بما يكفي لوضع الأعاصير على الأرض في حالة من العار.

 

يُعتقد أن عواصف زحل العملاقة، التي يُعتقد أنها تحدث كل 20 إلى 30 عامًا، تشبه الأعاصير على الأرض لكنها أكبر من ذلك بكثير، في حين أن أعاصير الأرض تحصل على الطاقة من محيطات كوكبنا، فإن الآلية التي تقود العواصف العملاقة في الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين والهيليوم لزحل غامضة إلى حد ما.

 

لكن علماء الفلك من جامعة كاليفورنيا، بيركلي وجامعة ميشيغان، آن أربور تعلموا المزيد عن هذه العواصف على زحل من خلال دراسة الاضطرابات في توزيع غاز الأمونيا في الغلاف الجوي العميق للكوكب، وقال تشينج لي الأستاذ المساعد بجامعة ميتشيغان في بيان:  “إن فهم آليات أكبر العواصف في النظام الشمسي يضع نظرية الأعاصير في سياق كوني أوسع، ويتحدى معرفتنا الحالية ويدفع حدود الأرصاد الجوية الأرضية”.

 

واكتشف لي والفريق هذا الاضطراب من خلال النظر في الانبعاثات الراديوية من الأمونيا في الغلاف الجوي لكوكب زحل باستخدام مصفوفة Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) في نيو مكسيكو، على الرغم من أن زحل يبدو أن له لونًا موحدًا في الغالب في الضوء المرئي، إلا أن نطاقاته المميزة والاختلافات بين طبقات الغلاف الجوي على ارتفاعات متفاوتة تكون أكثر وضوحًا عند رؤيتها في موجات الراديو.

 

ذلك لأن الملاحظات الراديوية يمكن أن تتعمق في الغلاف الجوي للكواكب أكثر من التلسكوبات البصرية ، مما يسمح لعلماء الفلك بفهم العمليات الكيميائية والفيزيائية التي تؤدي إلى تكوين السحب ونقل الحرارة بشكل أفضل. 

 

وقال عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا في بيركلي إمكي دي باتر في البيان: “عند الأطوال الموجية الراديوية ، نتحرى تحت طبقات السحب المرئية على الكواكب العملاقة”. “نظرًا لأن التفاعلات والديناميكيات الكيميائية ستغير تكوين الغلاف الجوي للكوكب ، فإن الملاحظات الموجودة أسفل طبقات السحب هذه مطلوبة لتقييد تكوين الغلاف الجوي الحقيقي للكوكب، وهو عامل أساسي لنماذج تكوين الكواكب.”

 

وجد الفريق شيئًا مثيرًا للدهشة في الانبعاثات الراديوية المنبعثة من داخل الغلاف الجوي لكوكب زحل على شكل شذوذ في تركيزات الأمونيا. كانوا قادرين على ربط هذه الحالات الشاذة بالعواصف العملاقة السابقة التي اجتاحت نصف الكرة الشمالي لعملاق الغاز.

 

كان تركيز الأمونيا أقل في خطوط العرض الوسطى من زحل، مما يشير إلى ارتفاع طبقة سحابة الأمونيا الجليدية، حوالي 160 إلى 320 ميلاً (100 إلى 200 كيلومتر) تحت هذا، ومع ذلك، زادت تركيزات الأمونيا، يعتقد الفريق أن هذا التخصيب هو نتيجة نقل الأمونيا من الطبقات العليا من الغلاف الجوي إلى الطبقات السفلية على شكل أمطار الأمونيا، هذا التأثير هو نتيجة العواصف الضخمة ويمكن أن يستمر لمئات السنين. 

 

ويُظهر تحقيق علماء الفلك أنه على الرغم من أن كوكب زحل وزملائه الغازي العملاق المشتري لهما نفس التركيبات، إلا أن الكواكب الخامسة والسادسة من الشمس مختلفة بشكل ملحوظ.

 

في حين أن كوكب المشتري لديه أيضًا اختلافات بين الطبقات في جميع أنحاء غلافه الجوي، فإن هذه الاختلافات لا تحركها نشاط العاصفة، كما هو الحال مع زحل، هذا يعني أن هناك فرقًا كبيرًا بين عمالقة الغاز، حتى عندما يتواجدون جنبًا إلى جنب في نفس أنظمة الكواكب.

 

يمكن أن يكون للبحث أيضًا تأثير على كيفية بحث العلماء عن العواصف العملاقة عبر عمالقة الغاز خارج النظام الشمسي.