حقوق الصورة: ناسا
عندما ضربت المركبة الفضائية فوييجر زحل في 1980/81 ، سجلوا رياحًا استوائية على الكواكب بسرعة 1700 كم / ساعة. على الرغم من تباطؤ الرياح الاستوائية ، لا تزال الطائرات الأخرى البعيدة عن خط الاستواء تتحرك بنفس السرعة. وقد دفع هذا علماء الفلك إلى الاعتقاد بأن التباطؤ له علاقة بتغير الفصول في زحل.
شهد زحل ، وهو أحد الكواكب الأكثر رياحًا ، تغيرًا مفاجئًا وغير متوقع في الطقس مؤخرًا: هبت رياحه الاستوائية من 1700 كم / ساعة خلال تحليق المركبات الفضائية فوييجر في 1980-81 إلى 990 كم / ساعة متواضعة من 1996 إلى 2002. تم الكشف عن هذا التباطؤ في الرياح من قبل فريق من العلماء الإسبان الأمريكيين ، بما في ذلك ريتشارد فرينش من كلية ويليسلي في ماساتشوستس ، الذين نشروا نتائجهم في عدد 5 يونيو من مجلة الطبيعة. (5 يونيو 2003 ، المجلد 423 ، ص 623-625)
باستخدام صور تلسكوب هابل الفضائي (HST) لكوكب عملاق حلقي ، العلماء (A.Sanchez-Lavega و S. Perez-Hoyos و JF Rojas و R. ) ، قياس حركات ميزات السحابة وأنظمة العواصف على الكوكب العملاق الحلقية.
يوضح الفرنسي: "أحد الألغاز الرئيسية في علوم الغلاف الجوي هو السبب في أن الكواكب العملاقة كوكب المشتري وزحل - المجالات الضخمة المكونة بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم - لديها نمط بديل من الرياح الشرقية الغربية ، والتي تختلف في الاتجاه مع خط العرض". "على عكس الرياح على الكواكب الأرضية مثل الأرض ، التي يتم تشغيلها في المقام الأول بواسطة ضوء الشمس ، فإن الرياح على الكواكب العملاقة لها مصدر طاقة إضافي في الحرارة التي تهرب من المناطق الداخلية العميقة. على الرغم من أن قوة هذه الحرارة الداخلية ليست سوى جزء صغير من ضوء الشمس على الأرض ، فإن رياح الكواكب العملاقة أكثر كثافة بعشر مرات من الرياح الأرضية ".
إن دور مصادر الطاقة الداخلية هذه في الحفاظ على هذه الرياح القوية في الكواكب العملاقة وفهم سبب الوصول إلى السرعة القصوى عند خط الاستواء تشكل تحديات رئيسية لنظريات الحركة الجوية في الكواكب والنجوم.
يوجد حاليًا تفسيران مختلفان تمامًا لنظام الطائرات على الكواكب العملاقة. من جهة ، يُعتقد أن الرياح تمتد عميقًا جدًا داخل باطن الكوكب ، وتنقر على الحرارة المنبعثة من الكوكب لتحريك حركاتها. على الجانب الآخر ، تم تصميم الدورة الجوية على غرار الكواكب الأرضية ، مدفوعة بالحرارة الشمسية المودعة في طبقة ضحلة من الغلاف الجوي العلوي. كل من التفسيرات لها عيوب مهمة ، ولا يمكن لأي منهما أن يفسر الرياح الاستوائية القوية.
إحدى طرق اختبار هذه النماذج هي تحليل سلوك الرياح على المدى الطويل من خلال قياس حساسيتها للتغيرات في كمية ضوء الشمس بسبب التأثيرات الموسمية أو التأثيرات الأخرى. أظهرت الدراسات السابقة أن رياح المشتري مستقرة تمامًا ، وليست حساسة للتغيرات الموسمية ، ولكن لم يُعرف سوى القليل عن زحل ، الذي يصعب قياس ميزات السحابة الصامتة.
باستخدام القدرة عالية الدقة للكاميرا الكواكب ذات المجال الواسع على متن HST ، تمكن الفريق الإسباني الأمريكي من تتبع عناصر سحابية كافية في زحل لقياس سرعة الرياح عبر مجموعة واسعة من خطوط العرض. الرياح الاستوائية المقيسة في 1996-2001 هي فقط نصف القوة التي تم العثور عليها في 1980-81 ، عندما زارت المركبة الفضائية فوييجر الكوكب. على النقيض من ذلك ، ظلت الطائرات العاصفة البعيدة عن خط الاستواء مستقرة وتظهر تناظرًا قويًا في نصف الكرة الأرضية غير موجود في المشتري.
لاحظ العلماء أن السلوكيات المختلفة لرياح زحل يمكن أن يكون لها تفسير بسيط. يمكن للدورة الموسمية الطويلة في جو زحل (سنة زحل واحدة حوالي ثلاثين سنة أرضية) والتظليل الاستوائي من قبل حلقات كوكب عملاقة يمكن أن يفسر التباطؤ المفاجئ في الرياح الاستوائية. بدلاً من الارتباط بالداخل الداخلي العميق لزحل ، مدفوعًا بالدرجة الأولى بالحرارة الداخلية ، يمكن أن تكون الرياح الاستوائية في جزء منها ظاهرة سطحية سطحية ، تتأثر أيضًا بالتغيرات الموسمية في ضوء الشمس. في الواقع ، كانت المنطقة الاستوائية لكوكب زحل هي موقع أنظمة العواصف العملاقة ، مثل تلك التي شوهدت في عامي 1990 و 1994. ربما تسببت هذه العواصف في تغييرات ديناميكية قوية ، ربما أدت إلى ضعف ملحوظ في الرياح الاستوائية.
الاحتمال الآخر هو أن الرياح التي يقيسها الفريق على ارتفاعات أعلى حيث من المرجح أن تنخفض سرعة الرياح. في مقالة الطبيعة ، يلاحظ الفريق أن رياح زحل غير الاستوائية ظلت دون تغيير خلال هذه الفترة ، تشبه المشتري في هذا الصدد ، مما يشير إلى أن هذه الرياح يمكن أن تكون أكثر جذورًا.
من المقرر إجراء ملاحظات HST جديدة من قبل الفريق الإسباني الأمريكي في نهاية هذا العام. البيانات الجديدة والتصوير عالي الدقة الذي ستحصل عليه البعثة المدارية لوكالة ناسا-إيسا كاسيني المتوقع وصولها إلى زحل في منتصف عام 2004 ستمكنهم وعلماء آخرين من معرفة ما إذا كان نمط الرياح الحالي سيستمر أم سيتغير خلال الدورة لدورة زحل الموسمية. في كلتا الحالتين ، يلاحظ الفرنسيون ، "ستكون هذه النتائج اختبارات مهمة لفهمنا النظري للرياح على الكواكب العملاقة."
المصدر الأصلي: نشرة ويليسلي كوليدج الإخبارية
