آرزوکیهان
گروه علم و فناوری

دانشمندان با تجزیه و تحلیل دقیق داده‌های «جونو»، فضاپیمای روباتیک بدون سرنشین ناسا، به تصویری تازه و شگفت‌انگیز از شدت رعد و برق در سیاره «مشتری» رسیده‌اند؛ تصویری که نشان می‌دهد این پدیده در بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی ما می‌تواند بسیار سهمگین‌تر، نیرومندتر و پیچیده‌تر از آن‌چه باشد که ما روی زمین تجربه می‌کنیم.
پژوهشی تازه از دانشگاه برکلی کالیفرنیا، نشان می‌دهد طوفان‌های طولانی‌مدت «مشتری»، میدان نمایش رعد و برق‌هایی هستند که برخی از آنها تا حدود صد برابر و شاید حتی بیشتر از نمونه‌های زمینی قدرت دارند و انرژی بالایی آزاد می‌کنند. این نتایج بر پایه داده‌هایی است که فضاپیمای ناسا، از سال ۲۰۱۶ تاکنون در مدار مشتری گردآوری کرده است. این فضاپیما با استفاده از یک رادیومتر مایکروویو، سیگنال‌های رادیویی ساطع‌شده از رعد و برق‌ها را ثبت می‌کند و پنجره‌ای تازه برای مطالعه عمیق‌تر طوفان‌های این سیاره می‌گشاید.

تفاوت‌های بنیادی جو زمین و مشتری
«مایکل وانگ»، از محققان این تیم پژوهشی می‌گوید: «ما هنوز به درستی با همه ابعاد رعد و برق روی زمین آشنا نیستیم و به همین دلیل فهم چگونگی بروز رعد و برق در سیاره مشتری سخت‌تر است. اما مطالعه رعد و برق در محیطی به کلی متفاوت مانند مشتری، می‌تواند افق‌های جدیدی در فهم رفتار الکتریکی ابرها و طوفان‌ها بگشاید.
به گفته او، اساس اختلاف میان دو سیاره، در ترکیب جو نهفته است. در زمین، جو عمدتاً از نیتروژن تشکیل شده که نسبت به آب سنگین‌تر است. بنابراین هوای مرطوب، به دلیل داشتن بخار آب، سبک‌تر از محیط اطراف می‌شود و آسان‌تر بالا می‌رود. این ویژگی، مسیر تشکیل ابرهای مرتفع و طوفان‌های تندری را هموار می‌کند.
اما در مشتری، جو عمدتاً هیدروژنی است و ترکیب هیدروژن با بخار آب و آمونیاک اغلب مخلوطی سنگین‌تر از گازهای اطراف ایجاد می‌کند. این یعنی صعود هوای مرطوب در مشتری برخلاف زمین به انرژی بسیار بیشتری نیاز دارد. بنابراین هر طوفانی که موفق می‌شود تا لایه‌های بالایی جو نفوذ کند، مقادیر عظیمی انرژی در خود انباشته است. همین انرژی آزادشده در ارتفاعات است که رعد و برق‌هایی بسیار پرتوان‌تر از نمونه‌های زمینی تولید کرده و آسمان این غول گازی را به صحنه‌ای حاوی جرقه‌های مهیب تبدیل می‌کند. تقریباً همه فضاپیماهایی که طی دهه‌های گذشته از کنار مشتری عبور کرده‌اند، این رعد و برق‌ها را ثبت کرده و نشان داده‌اند که درخشندگی آنها خصوصاً در شب سیاره چشمگیر بوده است. اما گاه ابرهای ضخیم می‌توانند شدت واقعی رعد و برق را پنهان کنند. به همین دلیل داده‌های مایکروویوی فضاپیمای «جونو» اهمیت بیشتری دارند، چرا که از دل ابرها عبور می‌کنند و در نتیجه، قدرت واقعی رعد و برق را نشان می‌دهند.

شکار ابرطوفان‌های پنهان
یکی از چالش‌های اصلی برای تعیین قدرت واقعی رعد و برق‌های مشتری این است که طوفان‌های بسیاری به طور همزمان در کمربندهای جوی فعال‌ هستند. به گفته محققان در سال‌های 2021 و 2022 با کاهش فعالیت‌های طوفانی در مدت زمانی نه چندان طولانی، فرصتی به پژوهشگران داد تا طوفان‌های منفرد را به طور جداگانه ردیابی کنند.
در این دوره، با کمک تصاویر هابل، داده‌های «جونو» و مشاهدات ستاره‌شناسان آماتور، چند سامانه عظیم اما پنهان در دل ابرها شناسایی شد که «وانگ»، آنها را «ابرطوفان‌های پنهان» نامید. فضاپیمای«جونو» توانسته به تازگی اطلاعات دقیق‌تری از این طوفان‌ها در اختیار محققان قرار دهد و پالس‌های رعد و برق را ثبت کند. یک تیم تحقیقاتی با تحلیل ۶۱۳ پالس رعد و برق در مشتری، دریافت که انرژی رعد و برق‌های این سیاره از سطح انرژی رعد و برق‌های معمولی زمینی آغاز می‌شود و در شدیدترین موارد به بیش از ۱۰۰ برابر آن می‌رسد. حتی برخی پژوهشگران احتمال می‌دهند قوی‌ترین رعد و برق‌های مشتری امکان دارد تا یک میلیون برابر نمونه‌های زمینی، انرژی آزاد کنند.
 برای درک این مقیاس، کافی است بدانیم یک رعد و برق معمولی زمینی حدود یک گیگاژول انرژی آزاد می‌کند؛ رقمی که می‌تواند برق ۲۰۰ منزل مسکونی را برای یک ساعت تأمین کند. آنچه تاکنون روشن شده این است که ترکیب هیدروژنی جو مشتری، وجود دانه‌های یخ آمونیاکی و... می‌توانند در این فرآیند نقش داشته باشند.
منبع: space.com