برای اولین بار، ابزاری که برای یافتن سیاراتی که چندین سال نوری از منظومه شمسی فاصله دارند، در مطالعه بادهای مشتری استفاده شده است.
به گزارش ایسنا، در دورانی به سر می بریم که کشف سیاراتی که به دور ستاره دیگری می چرخند تقریبا عادی شده است و تاکنون بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی ثبت شده است. اولین سیارات فراخورشیدی دوردستی که وارد این فهرست شدند، بیشتر سیارات غول پیکری بودند که شبیه مشتری و زحل هستند، اما از جهاتی بسیار متفاوت هستند.
از سوی دیگر، در حالی که اخترفیزیکدانان شروع به دستیابی به داده هایی در مورد جو سیارات فراخورشیدی کرده اند، هنوز به سؤالات اساسی در مورد جو بزرگترین سیاره منظومه شمسی – مشتری – پاسخ داده نشده است. برای درک آنچه در ابرها و جو مشتری اتفاق می افتد، باید آن را در طول زمان در رصدهای مداوم مطالعه کنیم.
برای اولین بار، ابزاری که برای یافتن و تجزیه و تحلیل جهان‌هایی در فاصله سال‌های نوری از ما طراحی شده است، به سمت هدفی در منظومه شمسی در فاصله 43 دقیقه نوری از زمین، سیاره مشتری، نشانه رفته است.
محققان موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی در دانشکده علوم دانشگاه لیسبون پرتغال از طیف نگار ESPRESSO نصب شده بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) در رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) برای اندازه گیری سرعت بادهای مشتری استفاده کردند. ، و نتایج هم اکنون در مجله Universe منتشر شده است.
روشی که این تیم توسعه دادند «شتاب‌سنجی داپلر» نام دارد و بر اساس انعکاس نور مرئی از خورشید توسط ابرها در جو سیاره هدف است. این نور منعکس شده در طول موج متناسب با سرعت حرکت ابرها نسبت به تلسکوپ روی زمین خم می شود و این نشان دهنده سرعت آنی بادها در نقطه مشاهده شده است.
روشی که اکنون با اسپرسو استفاده می‌شود توسط گروه تحقیقاتی سیستم‌های سیاره‌ای موسسه اخترفیزیک و علوم فضایی دانشگاه لیسبون پرتغال با طیف‌نگارهای دیگر برای مطالعه جو زهره توسعه داده شد. محققان بادهای سیاره همسایه را اندازه گیری کرده اند و چندین سال است که در مدل سازی جو کلی آن مشارکت داشته اند.
کاربرد اکتشافی این روش با ابزاری مانند اسپرسو منجر به پیشرفتی شده است که افق های جدیدی را به روی دانش همسایه کیهانی ما می گشاید. این امکان نظارت منظم بر دورترین جوها در سیارات گازی را فراهم می کند.
به مدت پنج ساعت، تیم تلسکوپ بسیار بزرگ را به سمت ناحیه استوایی مشتری، جایی که ابرهای سبک بالاتر در کمربندهای استوایی شمالی و جنوبی سیاره قرار دارند، همراه با هوای نزولی و نوارهایی از ابرهای تیره‌تر و گرم‌تر نشان دادند. در لایه عمیق تری از جو تشکیل می شود.
پدرو ماچادو، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، می‌گوید: جو مشتری در سطح ابرهای قابل مشاهده از زمین حاوی آمونیاک، هیدروسولفید آمونیوم و آب است که نوارهای قرمز و سفید مشخصی را تشکیل می‌دهند. همچنین ابرهای بالایی که در ناحیه فشار 0.6 تا 0.9 بار قرار دارند از یخ آمونیاک ساخته شده اند.
وی افزود: ابرهای آبی متراکم ترین و پایین ترین لایه را تشکیل می دهند و قوی ترین تأثیر را بر دینامیک جو مشتری دارند.
این تیم با اسپرسو توانست سرعت بادهای مشتری را از 60 تا 428 کیلومتر در ساعت با عدم قطعیت کمتر از 36 کیلومتر در ساعت تخمین بزند.
این مشاهدات که با ابزاری با وضوح بالا در یک سیاره گازی به دست آمده است، چالش های خاص خود را دارد. یکی از دشواری ها بر اساس نقطه تمرکز مشتری است، یعنی دانستن اینکه دقیقاً به کجا روی این سیاره نگاه کنید.
ماچادو می گوید: «مشکل این است که وقتی مشتری در استوای خود با سرعتی در حدود 10 کیلومتر در ثانیه می چرخد، اندازه گیری سرعت باد با دقت چند متر در ثانیه کار را پیچیده می کند، زیرا مشتری یک سیاره است. این گاز است، نه سنگ، بنابراین بسته به عرض جغرافیایی نقطه ای که ما مشاهده می کنیم، با سرعت های متفاوتی می چرخد.
این تیم همچنین اندازه گیری های گذشته را برای مقایسه نتایج برای بررسی اثربخشی روش سرعت سنجی داپلر با تلسکوپ های زمینی در اندازه گیری بادهای مشتری جمع آوری کرد. بیشتر داده‌های موجود توسط ابزارهای موجود در فضا جمع‌آوری شد و از روش متفاوتی استفاده شد که شامل به دست آوردن مقادیر متوسط سرعت باد با پیروی از الگوهای ابر در تصاویر گرفته شده در فواصل زمانی نزدیک بود.
سازگاری و سازگاری بین این تاریخ و مقادیر اندازه گیری شده در مطالعه منتشر شده، امکان اجرای روش سرعت سنجی داپلر را در برنامه پایش بادهای مشتری از زمین تایید می کند.
این نظارت به تیم تحقیقاتی اجازه داد تا داده‌هایی را در مورد چگونگی تغییر بادها در طول زمان جمع‌آوری کند، که برای توسعه یک مدل قابل اعتماد برای گردش جهانی جو مشتری ضروری است.
این مدل محاسباتی باید تفاوت‌های بادها را بسته به عرض جغرافیایی و طوفان‌های مشتری بازتولید کند تا به درک علل پدیده‌های جوی که در این سیاره مشاهده می‌کنیم کمک کند. همچنین، این مدل به آماده سازی مشاهدات آینده با اطلاعات مربوط به فشار و ارتفاع ابرها در میدان دید تلسکوپ کمک می کند.
این تیم قصد دارد مشاهدات با اسپرسو را گسترش دهد تا قسمت بیشتری از دیسک مشتری را پوشش دهد و همچنین به طور موقت داده های باد را در کل دوره چرخش سیاره، که تقریباً 10 ساعت است، جمع آوری کند. محدود کردن مشاهدات به محدوده‌های مشخصی از طول موج‌ها، اندازه‌گیری بادها را در ارتفاعات مختلف ممکن می‌سازد، بنابراین اطلاعاتی در مورد انتقال عمودی لایه‌های هوا فراهم می‌کند.
هنگامی که این روش برای بزرگترین سیاره منظومه شمسی به خوبی کار می کند، تیم امیدوار است که آن را در اتمسفر سیارات گازی دیگر امتحان کند. لازم به ذکر است هدف بعدی این تیم سیاره گازی زحل است.
موفقیت این مشاهدات به توسعه جانشین اسپرسو، ANDES، برای تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) (ESO) که در شیلی ساخته می شود، و همچنین ماموریت آینده آژانس فضایی اروپا برای رصد مشتری کمک کرده است. بله، مهم است.