ג'ונו חושפת את מעמקי הכתם האדום הגדול של צדק

שורשיה של הסופה הענקית של צדק, שגדולה פי 1.3 מקוטר כדור הארץ, חודרים עד לעומק של כ-300 ק"מ מתחת לאטמוספירה החיצונית של צדק, כך מראים הממצאים הראשוניים מהיעף שביצעה ביולי האחרון הגשושית ג'ונו מעל הכתם האדום הגדול

אנימציה המציגה את תנועת הרוחות של הכתם האדום הגדול של צדק, ומבוססת על צילום סטטי של מצלמת החללית ג'ונו, JunoCam, ב-10 ביולי 2017. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart.
אנימציה המציגה את תנועת הרוחות של הכתם האדום הגדול של צדק, ומבוססת על צילום סטטי של מצלמת החללית ג'ונו, JunoCam, ב-10 ביולי 2017. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart.

הגשושית ג'ונו, שחוקרת את כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש, צדק, גילתה ששורשי הכתם האדום הגדול והמפורסם שלו מגיעים לעומק של כ-300 ק"מ. הגשושית מצאה גם חגורת קרינה שלא הייתה ידועה עד כה, המורכבת מחלקיקים אנרגטיים הנעים במהירות הקרובה למהירות האור, וסמוכה למעלה האטמוספירה של צדק. חוקרי נאס"א חשפו את הממצאים החדשים בכנס של האיגוד הגיאופיזי האמריקאי (AGU), שנערך שלשום (שני) בניו אורלינס.

ג'ונו חלפה לראשונה מעל הכתם האדום הגדול ב-10 ביולי 2017, בערך כשנה לאחר שנכנסה למסלול סביב כוכב הלכת ב-4 ביולי 2016. במהלך היעף החללית הגיעה לגובה של כ-3,400 ק"מ מעל מעטה העננים של צדק, ויכלה לחקור מקרוב מאד את שורשי הסופה הענקית, דבר שלא ניתן היה לבצע בתצפיות מרוחקות של טלסקופים בכדור הארץ.

"אחת השאלות הבסיסיות ביותר לגבי הכתם האדום הגדול של צדק היא: לאיזה עומק מגיעים שורשיו?", אמר סקוט בולטון, החוקר הראשי של משימת ג'ונו, ממכון המחקר הדרום-מערבי בסן אנטוניו, טקסס. "המידע מג'ונו מצביע על כך שהסופה המפורסמת ביותר במערכת השמש היא כמעט ברוחב של אחד וחצי כדורי ארץ, ובעלת שורשים החודרים לעומק של בערך 300 ק"מ אל תוך האטמוספירה של כוכב הלכת".

המידע שאפשר את התגלית החדשה מהעולם המסתורי והמרוחק, נאסף באמצעות מכשיר רדיומטר גלי המיקרו (MWR) של ג'ונו. למכשיר שש אנטנות נפרדות, כל אחת מהן רגישה לתדר גלי מיקרו שונה, החודרים לעומקים שונים באטמוספירה של צדק, ובכך מאפשרים לחשוף את ההרכב והמבנה הפנימי של התוואים והסופות הנראים במעלה האטמוספירה של צדק, שהינו ענק גזים ללא קרקע מוצקה.

צפו: סרטון הדמייה מרתק המציג את ה"צלילה" שביצעה ג'ונו מעל הכתם האדום הגדול של צדק

הכתם האדום הגדול הוא אולי התוואי המוכר ביותר של צדק, ונצפה בקביעות על כוכב הלכת מאז שנת 1830, אם כי ייתכן שהאסטרונום ג'ובאני קאסיני צפה בו כבר לפני יותר מ-350 שנה, בשנת 1665. ה"כתם" הוא סופה אובלית המסתובבת נגד כיוון השעון. בדומה להוריקנים בכדור הארץ, מרכז הסופה רגוע יחסית, אך בחלקיה החיצוניים הרוחות בה מגיעות למהירויות גבוהות מכל סופה בכדור הארץ, בין 430 ל-680 קמ"ש. רוחבה של הסופה, נכון לאפריל 2017, עמד על כ-16,000 ק"מ, או בערך 1.3 פעמים הקוטר של כדור הארץ.

"ג'ונו מצאה ששורשי הכתם האדום הגדול עמוקים פי 50 עד 100 יותר מהאוקיינוסים של כדור הארץ, והינם חמים יותר בבסיס מאשר בצמרת", אמר אנדי אינגרסול, פרופסור למדעים פלנטריים בקאלטק וחוקר-שותף במשימת ג'ונו. "רוחות קשורות להבדלים בטמפרטורה, והחום בבסיס הכתם מסביר את הרוחות העזות במעלה האטמוספירה".

אחת התעלומות שנשארו עדיין בנוגע לכתם האדום הגדול היא כיצד הוא יתפתח בעתיד. בעוד במאה ה-19 רוחב הסופה הענקית עמד על הרבה מעבר לפי 2 מקוטר כדור הארץ, בעידן המודרני היא החלה להתכווץ. ב-1979, כששתי חלליות הוויאג'ר חלפו בקרבת צדק, הכתם האדום הגדול עמד על פי 2 מקוטר כדור הארץ, וכיום, כאמור, מדידות שהתבצעו על ידי טלסקופים בכדור הארץ מראות שביחס לממדיה בשנות ה-70, רוחב סופה התכווץ בשליש וגובהה קטן בשמינית.

השכבות השונות של שורשי הכתם האדום גדול, הסופה הגדולה ביותר של צדק והמפורסמת במערכת השמש. מכשיר הרדיומטר גלי המיקרו (MWR) של ג'ונו כולל 6 אנטנות שונות, כל אחד מהן קולטת ערוץ אחר של תדרי מיקרו, וחודרים כל אחד לשכבות עמוקות יותר במעמקי האטמוספירה של צדק. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI.
השכבות השונות של שורשי הכתם האדום גדול, הסופה הגדולה ביותר של צדק והמפורסמת במערכת השמש. מכשיר רדיומטר גלי המיקרו (MWR) של ג'ונו כולל 6 אנטנות שונות, כל אחד מהן קולטת ערוץ אחר של תדרי מיקרו, וחודרים כל אחד לשכבות עמוקות יותר במעמקי האטמוספירה של צדק. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI.

ממצא נוסף שג'ונו חשפה הוא חגורת קרינה שלא הייתה ידועה עד כה, ונמצאת קרוב מאד לפני צדק. החגורה מורכבת מיונים (אטומים בעלי מטען חשמלי) אנרגטיים של מימן, חמצן וגופרית, הנעים במהירות הקרובה למהירות האור, וממוקמת ממש מעל מעטה העננים החיצוני של צדק.

לצדק השדה המגנטי החזק ביותר במערכת השמש, מלבד זה של השמש עצמה. בדומה לחגורות קרינת ואן אלן של כדור הארץ, השדה המגנטי כולא חלקיקים אנרגטיים, כגון פרוטונים ואלקטרונים, ומאיץ אותם למהירויות גבוהות ביותר. מכיוון שהשדה המגנטי של צדק כל כך חזק, חגורות הקרינה שלו הופכות את סביבתו למסוכנת ביותר, הן עבור יצורים חיים והן עבור חלליות בעלות רכיבים אלקטרוניים רגישים.

הקרינה החזקה בסביבת צדק היא אחת הסיבות למסלול האליפטי של ג'ונו – בנקודה הרחוקה ביותר מצדק היא מגיעה למרחק של מיליוני קילומטרים ממנו, בעוד בנקודה הקרובה ביותר היא מגיעה למרחק של כ-3,400 ק"מ בלבד מעל מעטה העננים. בשל אופיו של המסלול האליפטי, היעפים של החללית בקרבת צדק, פעם בכל 53 ימים, מתבצעים במהירות רבה מאד, ובכך ג'ונו חולפת במהירות הרבה האפשרית דרך חגורות הקרינה, במטרה להגן על רכיביה האלקטרוניים. הקרבה הרבה לאטמוספירה במהלך היעפים, היא שאפשרה לג'ונו לגלות את חגורת הקרינה החדשה שמבצבצת ממש מעל האטמוספירה החיצונית של צדק.

"ככל שאתה מתקרב לצדק, כך הדברים נהיים למוזרים יותר", אמרה היידי בקר, מהמעבדה להנעה סילונית של נאס"א, המובילה את ניסוי ניטור הקרינה במשימת ג'ונו. "ידענו שהקרינה כנראה תפתיע אותנו, אבל לא ידענו שנגלה אזור קרינה חדש כל כך קרוב לכוכב הלכת. גילינו זאת רק תודות למסלול הייחודי של ג'ונו, המאפשר לה להגיע קרוב מאד למעטה העננים במהלך יעפים לאיסוף מידע מדעי, ופשוט עברנו דרך האזור הזה".

הדמייה של חגורות הקרינה (הבלתי נראות במציאות) סביב כוכב הלכת צדק. חגורת הקרינה החדשה שג'ונו גילתה, הנמצאת ממש מעל מעטה האטמוספירה, מסומנת בשני הנקודות הזוהרות בכחול בקו המשווה של צדק. המסלול של ג'ונו במהלך היעפים בקרבת צדק מסומן בקו הלבן. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI/JHUAPL.
הדמייה של חגורות הקרינה (הבלתי נראות במציאות) סביב כוכב הלכת צדק. חגורת הקרינה החדשה שג'ונו גילתה, הנמצאת ממש מעל מעטה האטמוספירה, מסומנת בשתי הנקודות הזוהרות בכחול בקו המשווה של צדק. המסלול של ג'ונו במהלך היעפים בקרבת צדק מסומן בקו הלבן. האזורים בהם התגלו יונים כבדים בתוך חגורת קרינה, שעד כה סברו החוקרים שהינה מורכבת בעיקר מאלקטרונים, מסומנים בשתי הנקודות הזוהרות הנוספות. מקור: NASA/JPL-Caltech/SwRI/JHUAPL.

החוקרים סבורים שמקור החלקיקים בחגורת הקרינה שהתגלתה הם אטומים ניטרליים אנרגטיים, כלומר אטומים ללא מטען חשמלי הנעים במהירות גבוהה, שמגיעים מהגז מסביב לירחים איו ואירופה של צדק. האטומים הניטרליים מאוחר יותר מאבדים את האלקטרונים שלהם בהתנגשות עם האטמוספירה העליונה של צדק, והופכים ליונים בעלי מטען חשמלי.

תגלית שלישית שנחשפה אתמול ממשימת ג'ונו היא אוכלוסייה של יונים כבדים ואנרגטיים מאד, בתוך אחת מחגורות הקרינה המוכרות של צדק, שעד כה סברו החוקרים שהינה מורכבת בעיקר מ"אלקטרונים יחסיים" (relativistic electrons), כלומר כאלו הנעים במהירות קרובה מאד למהירות האור.

מוקדם יותר השנה פרסמו חוקרי נאס"א את הממצאים העיקריים ממשימת ג'ונו, שנועדה לחקור את המבנה הפנימי, האטמוספירה, השדה המגנטי ואורות הקוטב של צדק. בין הגילויים המרכזיים של החללית: ליבה ענקית במרכז צדק, אך כזו שהינה "מטושטשת" ואין הפרדה ברורה בינה ובין שכבת המימן שמעליה; גיוון רב במעמקי האטמוספירה של צדק, בניגוד למה שחשבו החוקרים עד כה; נביעה מסתורית של אמוניה, העולה ממעמקי האטמוספירה באזור קו המשווה; מבנה כאוטי של סופות בקטבים העומד בניגוד לרצועות המסודרות של צדק בקווי רוחב משווניים יותר; וכי האזור במעמקי כוכב הלכת, שבו נוצר השדה המגנטי העוצמתי שלו, הינו קרוב יותר לפני השטח מהמצופה.

הדמייה של החללית ג'ונו מעל הכתם האדום הגדול של צדק (הנראה בצד התחתון השמאלי של התמונה). מקור: NASA/JPL-Caltech.
הדמייה של החללית ג'ונו מעל הכתם האדום הגדול של צדק (הנראה בצד התחתון השמאלי של התמונה). מקור: NASA/JPL-Caltech.

ג'ונו תמשיך לבצע יעפים בקרבת צדק לפחות עד יולי 2018, אז יסתיים המימון למשימה הראשית שלה מטעם נאס"א, אם כי סביר מאד להניח שנאס"א תחליט להאריך למשימת המשך את פעילות החללית היקרה, שעלותה הכוללת נאמדת בכ-1.1 מיליארד דולר.

להודעה באתר נאס"א

ראו עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן