باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، اكتشف علماء الفلك هياكل ونشاطًا لم يسبق رؤيتهما من قبل في الغلاف الجوي لكوكب المشتري فوق البقعة الحمراء العظيمة. ويبدو أن هذه السمات الغريبة ناجمة عن موجات الجاذبية الجوية القوية.

البقعة الحمراء العظيمة هي أكبر عاصفة في النظام الشمسي، حيث يبلغ حجمها ضعف حجم الأرض، ويُعتقد أنها كانت مستعرة منذ 300 عام على الأقل، وفقًا لوكالة ناسا. تبلغ سرعة رياح البقعة الحمراء العظيمة حوالي (430 إلى 680 كيلومترًا في الساعة)، أي ما يصل إلى 3.5 أضعاف سرعة الإعصار على الأرض.

وعلى الرغم من عمر العاصفة وحجمها وقوتها، كان العلماء يشتبهون في أن الغلاف الجوي لكوكب المشتري فوق البقعة الحمراء العظيمة ليس مثيرًا للاهتمام. ومع ذلك، فإن هذه الملاحظات الجديدة التي قدمتها أداة مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) التابعة لجيمس ويب، والتي رصدت العاصفة القرمزية الضخمة في يوليو 2022، تظهر أن هذا الافتراض لم يكن أكثر خطأً.

قال قائد الفريق هنريك ميلين من جامعة ليستر في بيان: 'اعتقدنا أن هذه المنطقة، ربما بسذاجة، ستكون مملة حقًا. إنها في الواقع مثيرة للاهتمام تمامًا مثل الأضواء الشمالية، إن لم تكن أكثر من ذلك. لا يتوقف المشتري أبدًا عن المفاجأة'، حسب لايف ساينس.

ما هي الأسرار التي كانت البقعة الحمراء العظيمة تخفيها؟

الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري هو النقطة التي يلتقي فيها الغلاف الجوي السفلي للكوكب بحقله المغناطيسي. يؤدي هذا إلى ظهور أضواء شمالية وجنوبية ساطعة، مدعومة بقصف الجسيمات المشحونة من الشمس وتغذيها رذاذات من المواد البركانية التي تنفجر من قمر المشتري آيو، وهو الجسم البركاني الأكثر نشاطًا في النظام الشمسي.

قد يكون كوكب المشتري أحد ألمع الأجرام في سماء الليل فوق الأرض، ويمكن رؤيته بسهولة في السماء الصافية. ومع ذلك، وبصرف النظر عن أضوائه الشمالية والجنوبية، فإن الغلاف الجوي لأكبر كوكب في النظام الشمسي يتوهج بشكل ضعيف فقط، ما يجعل من الصعب على التلسكوبات الأرضية الرؤية بالتفصيل من خلال الغلاف الجوي للأرض.

من موقع تلسكوب جيمس ويب على بعد مليون ميل من الأرض، لا يشكل الغلاف الجوي لكوكبنا عائقًا أمام هذا التلسكوب الفضائي الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار. بالإضافة إلى ذلك، تسمح حساسية تلسكوب جيمس ويب في طيف الأشعة تحت الحمراء برؤية الغلاف الجوي للعملاق الغازي بتفاصيل معقدة، بما في ذلك المنطقة فوق البقعة الحمراء العظيمة.

بهدف اكتشاف ما إذا كانت هذه المنطقة باهتة بعض الشيء، استهدفها ميلين وزملاؤه باستخدام NIRSpec، الأداة الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب. أدى هذا إلى اكتشاف مجموعة متنوعة من الهياكل المعقدة، بما في ذلك الأقواس الداكنة والبقع المضيئة.

على الرغم من أن ضوء الشمس الساقط هو المسؤول عن غالبية الضوء المرئي من الغلاف الجوي للمشتري، إلا أن الفريق يعتقد أنه يجب أن يكون هناك ضوء آخر يسبب تغييرات في شكل وبنية الغلاف الجوي العلوي للمشتري.

أوضح ميلين: 'إحدى الطرق التي يمكنك من خلالها تغيير هذا الهيكل هي موجات الجاذبية - على غرار الأمواج التي تصطدم بالشاطئ، ما يخلق تموجات في الرمال. تتولد هذه الموجات في أعماق الغلاف الجوي السفلي المضطرب، حول البقعة الحمراء العظيمة، ويمكنها أن تنتقل إلى ارتفاعات عالية، وتغير بنية وانبعاثات الغلاف الجوي العلوي'.

تختلف موجات الجاذبية هذه كثيرًا عن الموجات الجاذبية، والتي تعد الأخيرة تموجات صغيرة في المكان والزمان تنبأ بها ألبرت أينشتاين في نظريته النسبية العامة لعام 1915. تنتشر موجات الجاذبية عبر الغلاف الجوي، على عكس نسيج الزمكان كما تفعل الموجات الجاذبية.

تُرى موجات الجاذبية الجوية هذه أيضًا على الأرض من حين لآخر، لكن هذه الموجات المرتبطة بالأرض أقل كثافة وقوة بكثير من نفس الظاهرة التي تحدث فوق كوكب المشتري.

يأمل الفريق الآن في متابعة اكتشاف سمات البقعة الحمراء العظيمة المكتشفة حديثًا وأنماط الموجات المعقدة التي تكمن وراءها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. يمكن أن يكشف هذا التحقيق المستقبلي عن كيفية تدفق الموجات عبر الغلاف الجوي العلوي للعملاق الغازي وكيف يتسبب هذا في تحرك الهياكل المرصودة.