علم

كوكب المشتري: الماء وجدت أخيرا في غلافه الجوي

علم كوكب المشتري: الماء وجدت أخيرا في غلافه الجوي

ماذا لو اختفى الماء على الأرض؟ (قد 2019).

Anonim

وتتوقع أنماط تكوين الكواكب العملاقة أن المشتري يجب أن يحتوي على الماء. حتى الآن ، لم نجد أي أثر له. وربما كشفت المشاهدات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء من التلسكوبات الأرضية في النهاية عن سحب المياه التي تنبأت بها نظرية جو المشتري. يجب أن تؤكد ملاحظات مسبار جونو هذا الاكتشاف.

الكواكب العملاقة للنظام الشمسي فتن. عمالقة عملاقة مثل Jupiteret زحل أو عمالقة الجليد مثل أورانوس ونبتون. نحن لا نفهم تماما بعد كيف تم تشكيلها. ومع ذلك ، لدينا سبب وجيه للاعتقاد بأن تماثيلهم قد نحتت تطور نظام سولير منذ ولادتهم وأنهم لعبوا دورًا ، من خلال كوكب المشتري ، في ظهور الحياة على الأرض.

$config[ads_text] not found

في الواقع ، من خلال جذب المذنبات إليها - كما كان الحال بالنسبة لشارمايكر-ليفي 9 الشهير ، الذي انزلقت شظاياه التي انفصلت عنها قوى المد العملاقة في ثديها في يونيو 1994 تحت أعين التلسكوبات - كان بإمكان المشتري أن يقلل من عدد التأثيرات المدمرة على الأرض ، وبالتالي عدد الأزمات البيولوجية الكبيرة ، مما يجعل من الممكن تطور الحياة.

الماء ، مفتاح تقييد نماذج تدريب المشتري

من بين البيانات التي يمكن استغلالها من قبل علماء الكواكب لفهم هذه الشركات العملاقة ودورها بشكل أفضل ، هناك تلك المتعلقة بتكوينها الكيميائي الدقيق ، بما في ذلك المحتوى المائي. تشير أنماط تكوين العمالقة إلى أنها يجب أن تحتوي على كميات كبيرة (على الرغم من أن القيمة الدقيقة للمناقشة) ، حتى لو كان المشتري هو 99٪ على الأقل من الهيدروجين والهليوم. يجب أن تكون العمالقة قد تشكلت بالفعل وراء خط الجليد ، الذي يدعى أيضا خط الثلج ، أي المنطقة التي لا يتعدى بعدها الإشعاع الشمسي الموجود في قرص الكواكب الأولية. مكثفة للسماح للماء السائل في الوجود ، وبالتالي السماح لتشكيل حبيبات الثلج (بما في ذلك الثلج الجاف). في بيئة مشابهة ، يمكننا أن نرى أن العديد من جزر المشتري غنية بالجليد ، وفي المقام الأول في أوروبا.

MOJO: نمذجة أصل كواكب JOvian ، وهو نمذجة أصل الكواكب Jovian ، هو مشروع بحثي نتج عنه سلسلة من مقاطع الفيديو التي تعرض نظرية أصل النظام الشمسي و وخاصة العمالقة الغازيين من قبل اثنين من المتخصصين المشهورين ، أليساندرو موربيديللي وشون ريمون. للحصول على ترجمة فرنسية مخلصة إلى حد ما ، انقر فوق المستطيل الأبيض في أسفل اليمين. يجب أن تظهر الترجمة الإنجليزية. ثم انقر على الجوز إلى يمين المستطيل ، ثم على "Subtitles" وأخيرًا على "Translate automatic". اختر "الفرنسية". © Laurence Honnorat

ومن اللافت للنظر أنه لم يتم حتى الآن الكشف عن هذه الكميات الكبيرة من الماء في جو المشتري. كانت هناك ، بالطبع ، عمليات كشف في المناطق التي ضربها سوميماكر-ليفي 9 ، حتى بعد سنوات عديدة (انظر المقالة أدناه). لكن حتى المسبار الصغير الذي أسقطه مسبار غاليليو (الذي انغمس بدوره في كوكب المشتري عام 2003) والذي اخترق بسرعة عالية في طبقات الغلاف الجوي للمشتري في السابع من ديسمبر 1995 ، فشل في تسليط الضوء على هذه المياه.

بالطبع ، كوكب المشتري ضخم. لا يمكن للمرء أن يستنتج أن الماء نادر على الأرض فقط لأن مسبار هبط في وسط الصحراء الكبرى! وبالتالي يمكن للباحثين أن يكونوا واثقين. سيجدون في نهاية المطاف ما كانوا يبحثون عنه ، وهذا ما يبدو أنه قد حدث أخيراً ، وفقاً لما ورد في مقال متوفر هو surarXiv ، من فريق من علماء الكواكب الأميركيين.

للوصول إلى هدفهم ، حشد الباحثون أدوات مرصدين في قمة جبل ماونا كي في هاواي ، مما سمح بمراقبة الأشعة تحت الحمراء: مرصد WM Keck مع Keck 2 (التلسكوب الأكثر حساسية في العالم). وبطبيعة الحال ، فإن مرفق التليسكوب بالأشعة تحت الحمراء (IRTF) ، وهو تلسكوب أحمر قطره ثلاثة أمتار أنشأته في أواخر السبعينات من قبل NASAP لتسهيل إعداد البعثات الفضائية في النظام الشمسي.

بقعة حمراء كبيرة ، وهي نافذة الأشعة تحت الحمراء في داخل المشتري

ركزوا في البداية على النقطة الحمراء الكبرى ، والعاصفة العملاقة ضعف حجم الأرض والتي كانت موجودة منذ 150 عامًا على الأقل. يجب أن تكون بعض أجزاء طيف الأشعة تحت الحمراء قادرة على المرور عبر العديد من طبقات السحب التي تنبأت بها نظرية جو المشتري وتكون قابلة للاكتشاف في هذه المنطقة من العملاق. تتنبأ النظرية بطبقة سفلية (الطبقة الأعمق) تتكون من طبقات الماء الجليدي والمياه السائلة ، وهي طبقة وسيطة تتكون من أمونيا وسحابات تعتمد على الكبريت وطبقة عليا ذات سحب أمونيا..هذه الانبعاثات هي عبارة عن تجويف حقيقي عبر الطبقات ، تطلعنا على الظروف الفيزيائية الكيميائية في جو المشتري من خلال تضمين امتصاصها الجزئي بالميثان. هذه الطبقات شديدة الحرارة بحيث لا تعطي الغيوم ، لذلك يتم توزيعها بالتساوي.

يأخذ هذا الرسم المتحرك المشاهد على متن رحلة محاكية داخل وخارج جو المشتري العلوي في موقع البقعة الحمراء الكبرى. تم إنشاؤه من خلال الجمع بين صورة لمصور JunoCam على مركبة الفضاء جونو التابعة لناسا مع رسوم متحركة مولدة بواسطة الكمبيوتر. يبدأ الاحتمال على بعد 3000 كيلومتر فوق سحاب نصف الكرة الأرضية الجنوبي للكوكب. يشير الشريط الموجود في أقصى اليسار إلى الارتفاع أثناء الانحدار السريع. مقياس آخر بجانبه يصور الزيادة الكبيرة في درجة الحرارة التي تحدث عند الغوص أعمق. تصبح الغيوم قرمزية عند عبور النقطة الحمراء الكبرى. © ناسا

وهكذا فإن اختلافات في طيف الامتصاص تخون طبقات السحب ؛ لقد وجد علماء الفيزياء الفلكية في الواقع واحدا في العمق حيث ينبغي للمرء أن يجد الغيوم التي تحتوي على الماء. وفقا لهم ، من الممكن حتى أن نستنتج ، بالاقتران مع قياسات أخرى في الأشعة تحت الحمراء المتعلقة بأول أكسيد الكربون ، أن المشتري سيحتوي أخيرا على نواتين من الأكسجين تزيد مرتين أو تسع مرات عن الشمس. ويتسق هذا مع النماذج النظرية التي تتنبأ بكميات كبيرة من الماء في الغلاف الجوي لكوكب المشتري (كما نشتبه ، لبعض الوقت ، وجود صخور وجليد غير مطيع يحتوي على 10 أضعاف كتلة الأرض).

إن التقنية المستخدمة قابلة للنقل إلى جميع المناطق الأخرى على سطح المشتري ، وقبل كل شيء ، يمتلك مسبار جونو أداته الخاصة لجمع البيانات في الأشعة تحت الحمراء. يجب أن لا يمر وقت طويل قبل أن يكون لدينا تأكيدات بالكشف عن سحابة المشتري الغنية بالمياه وفي نهاية المطاف خريطة لوفرة المياه في العملاق. يمكن أن تلعب المياه دورا حاسما في الظروف الجوية الديناميكية للمشتري ، والتي من شأنها أن تساعد على فهم أفضل ما يجعل الغلاف الجوي للكوكب شديد الاضطراب. كمكافأة ، يمكن أن يكون لها آثار على exobiology ووجود العوامات الشهيرة كارل ساجان.

ما يجب تذكره

  • تشكلت كواكب عملاقة ، مثل كوكب المشتري ، في منطقة من النظام الشمسي الوليض غنية بالجسيمات الجليدية ، ولذلك ينبغي أن تحتوي على الكثير من الماء.
  • حتى الآن ، لم نعثر على أدلة مقنعة على وجود هذه المياه ، إلا في المناطق التي قصفت حديثا كوكب المشتري ، كما كان الحال عام 1994 مع شوميكر-ليفي 9.
  • لكن رصد الأشعة تحت الحمراء من التلسكوبات الأرضية في الجزء العلوي من ماونا كيا قد كشف أخيرا عن سحب المياه التي تنبأت بها نظرية الغلاف الجوي للمشتري تحت النقطة الحمراء الكبرى.
  • يجب أن تؤكد ملاحظات مسبار جونو هذا الاكتشاف ووجود هذه الغيوم في كوكب المشتري.

لمعرفة اكثر

ترك المذنوب الماء في جو المشتري

مقال بقلم جان باتيست فيلدمان نشر في 06/05/2013

كشف تلسكوب هيرشل الأشعة تحت الحمراء عن وفرة المياه في نصف الكرة الجنوبي من كوكب المشتري ، في نفس المكان حيث سقطت شظايا المذنب شوميكر - ليفي 9 في يونيو 1994 .

  • اكتشاف المذنبات في الصور

في 24 مارس عام 1993 ، أنتج علماء الفلك كارولين إس. شوميكر ، ويوجين م. شوميكر ، ودايفيد ليفي ، و فيليب بيندجوا صورة مذهلة باستخدام تلسكوب قطره 40 سم في مرصد جبل بالومار. كاليفورنيا. على صورتهم ، يمكن أن تشاهد سلسلة من المذنبات (شظايا يصل قطرها إلى 2 كم) تتبع بعضها البعض. شيئًا فشيئًا ، أعاد الباحثون بناء قصة هذا الكائن غير المعتاد.

تم القبض على Lacomete ، المعروف آنذاك باسم Shoemaker-Levy 9 (أو SL 9) ، في الستينات من القرن الماضي بجذب المشتري ، وتم طرحه حول الكوكب الحامل للغاز. وكشف حساب هذا المدار أن SL 9 مرت في 7 يوليو 1992 على بعد 40،000 كم فقط من أعلى غيوم المشتري ، دون الحد الأقصى من روش من هذا الكوكب. ونتيجة لذلك ، أدت المصالحة إلى تفكك الـ Tomomete إلى عدة أجزاء ، وهو مصير شهده أيضا comet73P / Schwassmann-Wachmann 3 في عام 2006. وكشفت حسابات بريان مارسدن أن هذه الشظايا ستقابل في نهاية المطاف الكوكب العملاق بعد بضعة أشهر. .

في يوليو 1994 ، لاحظ علماء الفلك من جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك الهواة ، لعدة ليال الآثار التي تسببت في حوالي 60 كم / ثانية من خلال هذه القطع المذنبة في نصف الكرة الجنوبي من كوكب المشتري. تركوا وراءهم الظلام ، وظهورها لعدة أسابيع. وأظهرت أحدث ملاحظات تلسكوب الأشعة تحت الحمراء Herschel وجود المياه في الغلاف الجوي العلوي للمشتري ، في الأماكن التي وقعت فيها هذه التأثيرات.

في عام 1993 ، اكتشف علماء الفلك سلسلة من المذنبات. جاءوا من التفكك ، قبل عام ، من المذنب شوميكر-ليفي 9 خلال أقرب ممر إلى المشتري. في يوليو 1994 انزلقت هذه الشظايا في الغلاف الجوي لكوكب الغاز العملاق. © H. Weaver (JHU)، T. Smith، NASA

يؤكد هيرشل قياسات قمر الأشعة تحت الحمراء Iso

لقد عرفنا منذ فترة طويلة أن الماء المملح ينقصه الماء ، وأنه يمكن أن يكون له دور في ظهور الحياة على كوكب مثل كوكبنا. ولكن كيف يمكننا التأكد من أن المياه المكتشفة في جو المشتري تأتي من SL 9 ، وليس من الأقمار الجليدية المحيطة به مثل أوروبا ، وغانيميد وكاليستو؟ ألا يمكن أن يكون هذا الماء قد جلبه الغبار بين الكواكب ، أم أنه ببساطة يمكن أن يرتفع من أعماق الغلاف الجوي للكوكب الغازي؟ يقول تيبولت كافالي ، وهو مختبر للفيزياء الفلكية في بوردو ، الذي درس قياسات تلسكوب هيرشل مع فريق من الباحثين: "من غير المحتمل جدا" .

إذا تم الكشف عن المياه في الغلاف الجوي للمشتري بعد فترة وجيزة من التأثيرات ، بواسطة تلسكوب الأشعة تحت الحمراء Iso الأوروبي (في الخدمة من 1995 إلى 1998) ، فإن ملاحظات هذا الصك لم تسمح بتحديد مصدرها. بفضل الدقة العالية في تلسكوب هيرشل ، أصبح من الممكن تحديد بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي العلوي للمشتري: فهو يركز بشكل أساسي على حوالي 44 درجة من الارتفاع ، منطقة التأثيرات. موقع في نفس الوقت يستثني أصولًا أخرى لهذه المياه.

سوف يضطر العلماء إلى الانتظار لفترة أطول لتخطيط المكونات المختلفة التي تشكل الغلاف الجوي العلوي للمشتري. تحدي يمكن أن يجتمعوا مع التحقيق USJunoen 2016 ، وبعد ذلك بكثير مع probeJuice الأوروبي.

سوف يثير اهتمامك أيضا

كوكب المشتري الذي كشف عنه مسبار جونو من مداره حول المشتري ، حيث وصل في يوليو 2016 ، يحلل مسبار جونو التابع لناسا الكوكب العملاق لنظامنا الشمسي بعدة أدوات. تظهر الصور التي اخترناها هنا "السطح" (في الواقع أعلى طبقة السحب) وتفاصيل البقعة الحمراء العظيمة وآثار الحقل المغناطيسي العملاق. التسلسلات المدهشة على ارتفاعات منخفضة هي تسجيلات حقيقية خلال الرحلات القريبة ، لكن المتسارعة. العلماء هم الولائم. نحن أيضا.

روابط خارجية

مرصد بالومار

مختبر الفيزياء الفلكية في بوردو

التركيب الغازي والتكوين السحابي العميق للموضع الأحمر العظيم للمشتري

هل أعجبك هذا المقال؟ لا تتردد في مشاركتها مع أصدقائك ومساعدتنا على نشر Futura :)! المحرر شكرا لك.

  • الفيسبوك
  • تغريد
  • في + Google
  • تابعني على
  • موقع Pinterest

المشاركات الشعبية