Ισχυροί στρατοσφαιρικοί άνεμοι μετρήθηκαν στον Δία για πρώτη φορά

Ισχυροί στρατοσφαιρικοί άνεμοι
Πηγή: https://phys.org/

Μια ομάδα από αστρονόμους κατάφερε να μετρήσει άμεσα ρεύματα αέρα στη μέση ατμόσφαιρα του Δία για πρώτη φορά, χρησιμοποιώντας την Μεγάλη Χιλιοστομετρική/υποχιλιοστομετρική Διάταξη της Ατακάμα, γνωστή ως ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).  Πρόκειται για μία συμβολομετρική διάταξη 66 ραδιοτηλεσκοπίων στην έρημο Ατακάμα της βόρειας Χιλής, τα οποία παρατηρούν αστρονομικές πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε μήκη κύματος χιλιοστών και κλάσματος του χιλιοστού του μέτρου. Η διάταξη έχει κατασκευαστεί στο υψίπεδο Chajnantor, σε μέσο υψόμετρο 5.058,7 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Η ALMA είναι μία διεθνής συνεργασία ευρωπαϊκών χωρών (ESO), των ΗΠΑ, του Καναδά, της Ιαπωνίας, της Νότιας Κορέας, της Ταϊβάν και της Χιλής. Η έναρξη των επιστημονικών παρατηρήσεων της ALMA έγινε κατά το δεύτερο μισό του 2011.

Ισχυροί στρατοσφαιρικοί άνεμοι
Σχήμα 1: Εικόνα ραδιοτηλεσκοπίων από τις εγκαταστάσεις της ALMA στη Χιλή. Πηγή: https://www.eso.org/

Μελετώντας τα επακόλουθα μιας σύγκρουσης κομητών τη δεκαετία του 1990, ερευνητές είχαν ανακαλύψει εξαιρετικά ισχυρούς ανέμους, μέχρι και 1450 χιλιόμετρα την ώρα, κοντά στους Πόλους του Δία.

Ο Δίας είναι διάσημος για τις διακριτές κόκκινες και λευκές ζώνες του και τα στροβιλιζόμενα νέφη του, τα οποία παραδοσιακά χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να εντοπίζουν ανέμους στην χαμηλότερη ατμόσφαιρα του Δία. Έχουν επίσης εντοπίσει έντονες λάμψεις κοντά στους Πόλους (παρόμοιες με το Πολικό Σέλας που παρατηρείται στη Γη), που φαίνεται να σχετίζονται με ισχυρούς ανέμους στην ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη. Αλλά μέχρι τώρα, δεν είχαν καταφέρει να μετρήσουν άμεσα ρεύματα ανέμων, στην περιοχή ενδιάμεσα των 2 αυτών ατμοσφαιρικών στρωμάτων, στην στρατόσφαιρα.

Μετρώντας την ταχύτητα του ανέμου στη στρατόσφαιρα του Δία χρησιμοποιώντας τεχνικές παρακολούθησης νεφών (cloud tracking) είναι αδύνατον λόγω της απουσίας νεφών από αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας. Οπότε, οι αστρονόμοι βρήκαν ένα εναλλακτικό μέσο μέτρησης με τη βοήθεια του κομήτη Shoemaker-Levy 9, ο οποίος συγκρούστηκε με θεαματικό τρόπο με τον Δία το 1994. Αυτή η σύγκρουση παρήγαγε νέα μόρια στη στρατόσφαιρα του Δία, τα οποία, από τότε κινούνται στην περιοχή αυτή με τους ανέμους.

Μια ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλή τον Thibault Cavalié, από το εργαστήριο αστροφυσικής στο Bordeaux της Γαλλίας, παρακολουθεί τώρα ένα από αυτά τα μόρια για να παίρνει άμεσες μετρήσεις των στρατοσφαιρικών ανέμων του Δία. Πιο συγκεκριμένα, πρόκειται για το υδροκυάνιο. Όπως προαναφέρθηκε, η ταχύτητα αυτών των ανέμων φτάνει έως και τα 1450 χιλιόμετρα την ώρα. Πρόκειται για τιμές ταχύτητας μεγαλύτερες από το διπλάσιο των μέγιστων ταχυτήτων στις καταιγίδες της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας (Great Red Spot) του Δία και μεγαλύτερες του τριπλάσιου των ταχυτήτων στους ισχυρότερους ανεμοστρόβιλους της Γής!

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Ισχυροί στρατοσφαιρικοί άνεμοι
Σχήμα 2: Η Μεγάλη Ερυθρά Κυλίδα του Δία. Πηγή: https://www.theatlantic.com/

Τα ισχυρά αυτά ρεύματα αέρα χαρακτηρίζονται ως οι γιγάντιοι αεροχείμαρροι (jets ή vortex) με διάμετρο έως και 4 φορές τη διάμετρων των αντίστοιχων αεροχειμάρρων της Γης και περίπου 900 χιλιόμετρα σε ύψος. “Ένα ρεύμα αέρα τέτοιου μεγέθους αποτελεί ένα μοναδικό μετεωρολογικό κτήνος του ηλιακού μας συστήματος,” αναφέρει χαρακτηριστικά ο Cavalié.

Οι ομάδα των ερευνητών χρησιμοποίησε 42 από τα διαθέσιμα 66 ραδιοτηλεσκόπια υψηλής ακρίβειας της ALMA για να αναλύσει τα μόρια υδροκυανίου που κινούνται μαζί με τους ανέμους στη στρατόσφαιρα του Δία.  Τα δεδομένα της ALMA τους επέτρεψαν να μετρήσουν το φαινόμενο Doppler (πολύ μικρές μεταβολές στη συχνότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τα μόρια καθώς βρίσκονται σε σχετική κίνηση με την πηγή τους), που προκαλείται από τους ανέμους σε αυτή την περιοχή του πλανήτη. “Με αυτόν τον τρόπο καταφέραμε να συμπεράνουμε την ταχύτητα των ανέμων, όπως θα μπορούσε κανείς να συμπεράνει την ταχύτητα ενός διερχόμενου τρένου από την αλλαγή στη συχνότητα του σφυρίγματος της αμαξοστοιχίας,” εξηγεί ο Vincent Hue, ένας εξ αυτών που επιμελήθηκαν τη συγγραφή της έρευνας.

Επιπρόσθετα, η ομάδα των επιστημόνων χρησιμοποίησε την ALMA για να επιβεβαιώσει την ύπαρξη ισχυρών στρατοσφαιρικών ανέμων γύρω από τον Ισημερινό του πλανήτη, μετρώντας άμεσα της ταχύτητά τους, επίσης για πρώτη φορά. Τα ρεύματα αέρα που εντοπίζονται στη στρατόσφαιρα αυτού του συγκεκριμένου μέρους του Δία έχουν μέσες ταχύτητες περίπου 600 χιλιόμετρα ανά ώρα.

Η έρευνα αυτή παρουσιάζεται στη δημοσίευση με τίτλο: “First direct measurement of auroral and equatorial jets in the stratosphere of Jupiter” που δημοσιεύτηκε στις 18 Μαρτίου 2021 στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics.

Πηγές που χρησιμοποιήθηκαν για το άρθρο:

Διαδίκτυο
  1. News and Articles on Science and Technology, ανακτήθηκε από https://phys.org/, τελευταία επίσκεψη 20/03/2021.
  2. Wikipedia, the free encyclopedia, ανακτήθηκε από https://el.wikipedia.org/, τελευταία επίσκεψη 20/03/2021.
  3. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ανακτήθηκε από https://www.almaobservatory.org/, τελευταία επίσκεψη 20/03/2021.
  4. European Southern Observatory, ανακτήθηκε από https://www.eso.org/, τελευταία επίσκεψη 20/03/2021.

Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Χρήστος Γιαννακλής

Φυσικός, 22 ετών, με πτυχίο από το Πανεπιστήμιο Πατρών και μέλος του Εργαστηρίου Φυσικής της Ατμόσφαιρας μέσω του μεταπτυχιακού προγράμματος 'Εφαρμοσμένη Μετεωρολογία & Φυσική Περιβάλλοντος'. Hobbies: Αθλητισμός, μουσική, κινηματογράφος.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;