เข้าไปในดวงตาของพายุสีแดง BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่ 28 ต.ค. 2564 18:00 น ศาสตร์ ช่องว่าง ภาพถ่ายของดาวพฤหัสบดี
ภาพถ่ายดาวพฤหัสบดีที่ถ่ายโดยฮับเบิลในปี 2019 NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) และ MH Wong (University of California, Berkeley)
การศึกษาใหม่สองครั้งโดยใช้ข้อมูลจากยานอวกาศจูโนได้แสดงให้เห็นการวัดโดยตรงครั้งแรกของความลึกของจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นพายุที่โหมกระหน่ำบนพื้นผิวของมันเป็นเวลาอย่างน้อยหลายร้อยปี
นักดาราศาสตร์ได้จ้องดูการหมุนวนของก๊าซ
ของดาวพฤหัสบดีมานานหลายศตวรรษ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่ Juno ซึ่งปล่อยสู่วงโคจรรอบโลกในปี 2011 ทำให้พวกเขาได้เห็นสิ่งที่อยู่ใต้พื้นผิวของพายุลูกใหญ่ของดาวเคราะห์ การทำเช่นนี้อาจทำให้นักวิจัยมองเห็นหน้าต่างการทำงานภายในของโลกยักษ์ของระบบสุริยะได้ งานวิจัยชิ้นหนึ่งใช้การอ่านค่าความโน้มถ่วง และ ข้อมูลไมโครเวฟอื่น ๆจากเครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุด้วยไมโครเวฟของ Juno ในระหว่างการบินข้ามฟากของพายุเมื่อเร็วๆ นี้ ทั้งสองได้รับการตีพิมพ์ในวารสารScienceในสัปดาห์นี้
Yohai Kaspiนักพลวัตของบรรยากาศที่สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในอิสราเอลและผู้เขียนการศึกษาทั้งสองกล่าวว่า “เราบินผ่านจุดแดงใหญ่ และเราสามารถวัดความลึกได้” เขาศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น
ภารกิจจูโนในตอนแรกไม่ได้วางแผนที่จะผ่านจุดแดงใหญ่ในระดับต่ำ เขากล่าว ผู้สนับสนุน Red Spot ต้องโน้มน้าวทีมภารกิจ Juno ให้ทำสะพานลอยเฉพาะของกระแสน้ำวนเพื่อรับข้อมูลแรงโน้มถ่วง อันที่จริง พวกเขามีสะพานลอยสองแห่ง: หนึ่งแห่งในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 และอีกห้าเดือนต่อมาในเดือนกรกฎาคม
ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นของจุดแดงใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับบรรยากาศโดยรอบทำให้เกิด “ความผิดปกติของมวลเล็กน้อย” Kaspi กล่าว เกือบจะเหมือนกับว่าพายุมีพฤติกรรมเหมือนดาวเคราะห์น้อย โดยใช้แรงโน้มถ่วงดึงยานอวกาศให้หนักกว่าพื้นที่โดยรอบ และ “ถ้าคุณแม่นยำเพียงพอ” เราสามารถวัดแรงดึงของความผิดปกติเพื่อดูว่าพายุมีขนาดใหญ่เพียงใด
ยานอวกาศมีเสาอากาศที่ชี้ไปยังโลก และเมื่อมันเร่งตัวขึ้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณดอปเปลอร์เล็กน้อยที่ส่งไปยังโลก Kaspi กล่าว เช่นเดียวกับการฟังรถพยาบาลที่กำลังวิ่งเข้าออก ทีมงานสามารถใช้การเปลี่ยนแปลงนี้ในระดับเสียงเพื่อพิจารณาว่ายานอวกาศเคลื่อนที่อย่างไรและระบุอัตราเร่ง
[ที่เกี่ยวข้อง: จุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีหมุนเร็วขึ้นกว่าที่เคย]
“โดยพื้นฐานแล้ว ยิ่งจุดแดงใหญ่ยิ่งใหญ่มากเท่าไร ยานอวกาศของเราก็จะยิ่งมีแรงผลักดันมากขึ้นเท่านั้น” Kaspi กล่าว
การศึกษาข้อมูลไมโครเวฟสามารถแยกแยะ
โครงสร้างของจุดแดงใหญ่ได้ เครื่องมือไมโครเวฟของจูโนมีช่องความถี่หกช่องเพื่อสำรวจใต้พื้นผิวดาวพฤหัสบดีหลายร้อยกิโลเมตร Michael H. Wongนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่สถาบัน SETI และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ซึ่งเป็นผู้เขียนการศึกษาทั้งสองกล่าวว่าความถี่แต่ละความถี่จะทะลุผ่านความลึกต่างกันและวาดภาพของเลเยอร์ นั้น
เครื่องมือไมโครเวฟสามารถตรวจจับองค์ประกอบและอุณหภูมิของชั้นต่างๆ ได้ แต่ด้วยความสามารถในการวัดที่ลึกที่สุด ทีมงานยังคงเห็นสัญญาณของกระแสน้ำวน—ลมหมุนรูปกรวยที่ประกอบเป็นพายุ—ทำให้ไม่ชัดเจนว่าจะสิ้นสุดที่ใด
โชคดีที่ข้อมูลความโน้มถ่วงแม้จะขาดรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของจุดแดงใหญ่ แต่ก็สามารถวัดความหนาแน่นของพายุได้ และทีมแรงโน้มถ่วงก็ใช้แบบจำลองเพื่อกำหนดสัญญาณความโน้มถ่วงที่กำหนดให้ พายุควรจะขยาย
“สัญญาณแรงโน้มถ่วงสามารถบอกคุณได้เล็กน้อยเกี่ยวกับความหนาแน่น และเครื่องวัดคลื่นไมโครเวฟสามารถบอกคุณได้เล็กน้อยเกี่ยวกับองค์ประกอบและอุณหภูมิ” Wong กล่าว
ทีมงานคิดว่าพายุถึงระดับความลึก 300 กิโลเมตร ให้หรือรับหนึ่งร้อย โดยมีความลึกสูงสุดแน่นอน 500 กิโลเมตร สำหรับการเปรียบเทียบ สภาพอากาศบนโลกเกิดขึ้นในชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งมีความหนาเพียงสิบกิโลเมตรเท่านั้น ข้อมูลใหม่นี้ไม่ได้ห่างไกลจากการศึกษาก่อนหน้านี้ ที่ คาดการณ์ไว้ Wong กล่าว แต่เป็นการวัดที่เป็นรูปธรรมครั้งแรก
การวัดผลน่าตื่นเต้นมาก Kaspi กล่าว เนื่องจากเรากำลังเปลี่ยนจากยุคของการตรวจจับจุดแดงใหญ่ มาเป็น “การทำความเข้าใจว่าทำไมจึงอยู่ที่นั่น” เพื่อตอบคำถามพื้นฐาน เช่น เหตุใดจึงมีความเข้มข้นสูง และเหตุใดจึงใช้เวลานานสำหรับเรื่องนี้ ยาว?
