البقعة الحمراء العظيمة تتغير بشكل مذهل

تُظهر الملاحظات الجديدة لبقعة المشتري الحمراء العظيمة التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي أن العاصفة التي يبلغ عمرها 190 عاماً تتلوى مثل الجيلاتين وتتحول في شكلها مثل كرة الضغط المضغوطة.

تُظهر الملاحظات غير المتوقعة، التي التقطها هابل على مدى 90 يوماً من ديسمبر إلى مارس، أن البقعة الحمراء العظيمة ليست مستقرة كما تبدو، وفقاً لعلماء الفلك.

البقعة الحمراء العظيمة، أو GRS، هي عبارة عن إعصار مضاد، أو دورة كبيرة من الرياح في الغلاف الجوي للمشتري تدور حول منطقة مركزية من الضغط العالي على طول حزام السحب الجنوبي في خط العرض الأوسط للكوكب. والعاصفة طويلة العمر كبيرة جداً - وهي الأكبر في النظام الشمسي - لدرجة أن الأرض يمكن أن تتسع داخلها.

وعلى الرغم من أن العواصف تُعتبر غير مستقرة بشكل عام، إلا أن البقعة الحمراء العظيمة استمرت لما يقرب من قرنين من الزمان. لكن يبدو أن التغيرات المرصودة في العاصفة مرتبطة بحركتها وحجمها.

وتُظهر اللقطات المتتابعة للصور أن الدوامة "تهتز" مثل الجيلاتين وتتوسع وتنكمش بمرور الوقت.

وقد وصف الباحثون هذه الملاحظة في تحليل نُشر في مجلة The Planetary Science Journal وقُدم يوم الأربعاء في الاجتماع السنوي السادس والخمسين لقسم علوم الكواكب التابع للجمعية الفلكية الأمريكية في بويز بولاية أيداهو.

"بينما كنا نعلم أن حركته تختلف قليلاً في خط طوله، إلا أننا لم نتوقع أن نرى حجمه يتأرجح أيضاً. على حد علمنا، لم يتم تحديده من قبل"، قالت مؤلفة الدراسة الرئيسية إيمي سيمون، عالمة الكواكب في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند، في بيان.

وأضافت سيمون: "هذه هي المرة الأولى التي نحصل فيها على الإيقاع المناسب لتصوير GRS". "مع دقة هابل العالية، يمكننا القول أن GRS يضغط بشكل قاطع إلى الداخل والخارج في نفس الوقت الذي يتحرك فيه بشكل أسرع وأبطأ. كان ذلك غير متوقع على الإطلاق."

يرصد علماء الفلك هذه الميزة القرمزية الشهيرة منذ 150 عاماً على الأقل، وفي بعض الأحيان، تسفر عمليات الرصد عن مفاجآت، بما في ذلك الكشف الأخير الذي يفيد بأن الشكل البيضاوي للعاصفة يمكن أن تتغير أبعاده ويبدو أكثر نحافة أو أكثر بدانة في بعض الأحيان.

في الآونة الأخيرة، قام فريق منفصل من علماء الفلك بإلقاء نظرة على قلب البقعة الحمراء العظيمة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لالتقاط تفاصيل جديدة في ضوء الأشعة تحت الحمراء. تم إجراء ملاحظات هابل في الضوء المرئي وفوق البنفسجي.

ونشرت الدراسة التي نشرت في 27 سبتمبر في مجلة الأبحاث الجيوفيزيائية: كشفت عن أن البقعة الحمراء العظيمة باردة في المركز، مما يتسبب في تكاثف الأمونيا والماء داخل الدوامة وتكوين سحب كثيفة. كما اكتشف الفريق البحثي أيضًا غاز الفوسفين داخل العاصفة، والذي يمكن أن يلعب "دورًا في توليد تلك الألوان الحمراء الغامضة" التي تجعل البقعة الحمراء العظيمة أيقونية للغاية، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة لي فليتشر، أستاذ علوم الكواكب في جامعة ليستر البريطانية، في بيان.

يستخدم علماء ناسا عين هابل الحادة لتتبع سلوك العاصفة مرة واحدة في السنة من خلال برنامج "إرث الغلاف الجوي الخارجي للكوكب الخارجي" أو OPAL، ويستخدم العلماء هذا البرنامج لمراقبة الكواكب الخارجية في نظامنا الشمسي ومراقبة كيفية تغيرها مع مرور الوقت.

لكن الملاحظات الجديدة تم التقاطها بشكل منفصل من خلال برنامج مخصص لدراسة البقعة الحمراء العظيمة بمزيد من التفصيل من خلال مراقبة كيفية تغير العاصفة على مدى أشهر، بدلاً من لقطة واحدة سنوية.

وقال فليتشر: "بالنسبة للعين غير المدربة، قد تبدو غيوم المشتري المخططة والعاصفة الحمراء الشهيرة ثابتة ومستقرة وطويلة العمر على مدى سنوات عديدة". "لكن الفحص الدقيق يُظهر تقلباً مذهلاً، مع أنماط طقس فوضوية معقدة تماماً مثل أي شيء لدينا هنا على الأرض. لقد سعى علماء الكواكب لسنوات لرؤية أنماط في هذا التباين، أي شيء قد يعطينا فكرة عن الفيزياء التي يقوم عليها هذا النظام المعقد."

لم يشارك فليتشر في الدراسة الجديدة.

يمكن للرؤى التي تم جمعها من خلال ملاحظات البرنامج لأكبر العواصف في نظامنا الشمسي أن تساعد العلماء على فهم ما قد يكون عليه الطقس على الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم أخرى. ويمكن لهذه المعرفة أن توسع فهمهم لعمليات الأرصاد الجوية التي تتجاوز تلك التي نختبرها على الأرض.

استخدم فريق سيمون صور هابل عالية الدقة لإلقاء نظرة مفصلة على حجم البقعة الحمراء العظيمة وشكلها وتغيرات لونها.

وقالت سيمون: "عندما ننظر عن كثب، نرى الكثير من الأشياء تتغير من يوم لآخر".

وشملت التغييرات سطوع قلب العاصفة عندما تكون البقعة الحمراء العظيمة في أكبر حجم لها أثناء تأرجحها.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة، مايك وونغ، عالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، في بيان: "بينما تتسارع وتتباطأ، تدفع البقعة الحمراء العظيمة ضد التيارات النفاثة العاصفة إلى الشمال والجنوب منها". "الأمر مشابه لشطيرة حيث تضطر شرائح الخبز إلى الانتفاخ عندما يكون هناك الكثير من الحشو في الوسط."

وقال وونغ إنه على كوكب نبتون، يمكن للبقع الداكنة أن تنجرف عبر الكوكب لأنه لا توجد تيارات نفاثة قوية تثبتها في مكانها، في حين أن البقعة الحمراء العظيمة محاصرة بين التيارات النفاثة على خط العرض الجنوبي على المشتري.

لاحظ علماء الفلك انكماش البقعة الحمراء العظيمة منذ بدء برنامج OPAL قبل عقد من الزمن، ويتوقعون أنها ستستمر في الانكماش حتى تصل إلى شكل مستقر أقل استطالة، مما قد يقلل من التذبذب.

"إنه الآن يملأ نطاق خط العرض أكثر من اللازم بالنسبة لحقل الرياح. وبمجرد أن يتقلص داخل هذا النطاق، فإن الرياح ستثبته في مكانه بالفعل".

وقال فليتشر إن دراسة هابل الجديدة تملأ المزيد من أجزاء اللغز حول البقعة الحمراء العظيمة. وقال إنه بينما كان العلماء يعرفون أن انجراف العاصفة باتجاه الغرب له تذبذب غير مفسر لمدة 90 يومًا، إلا أن نمط التسارع والتباطؤ لا يبدو أنه يتغير على الرغم من أن العاصفة تتقلص.

وقال فليتشر: "من خلال مراقبة GRS على مدى بضعة أشهر، أظهر هابل أن الإعصار المضاد نفسه يغير شكله مع هذا التذبذب". "هذا التغير في الشكل مهم، لأنه قد يؤثر على كيفية تفاعل حافة الدوامة مع العواصف الأخرى المارة. إلى جانب صور هابل الرائعة، تُظهر هذه الدراسة قوة مراقبة أنظمة الغلاف الجوي على مدى فترات طويلة من الزمن. أنت بحاجة إلى هذا النوع من المراقبة لرصد هذه الأنماط، ومن الواضح أنه كلما طالت مدة المراقبة، كلما رأيت المزيد من البنية في الطقس الفوضوي."