«مشتری» فصل ندارد!

اندازه گیری‌های چهل ساله از جو مشتری توسط فضاپیماها و تلسکوپ‌های زمینی، الگوهای آب و هوایی عجیبی را در بزرگترین سیاره منظومه شمسی از جمله دوره‌های گرم و سرد در طول سال طولانی آن که معادل ۱۲ سال زمینی است، نشان داده است. اما نکته مهم اینجاست که مشتری مانند زمین تغییرات فصلی را تجربه نمی‌کند.

روی سیاره زمین، انتقال آب و هوا بین زمستان، بهار، تابستان و پاییز نتیجه انحراف محور سیاره به سمت صفحه‌ای است که در آن به دور خورشید می‌چرخد. این شیب ۲۳ درجه باعث می‌شود نقاط مختلف کره زمین در طول سال مقادیر متفاوتی از نور خورشید را دریافت کنند.

این در حالی است که محور سیاره مشتری فقط سه درجه به سمت صفحه مداری این سیاره غول پیکر متمایل است، به این معنی که میزان پرتوهای خورشیدی که در طول سال طولانی مشتری به نقاط مختلف سطح آن می‌رسند، به سختی تغییر می‌کند. با این حال، این مطالعه جدید، نوسانات دوره‌ای دما را در سراسر این کره‌ی پوشیده از ابر نشان می‌دهد.

لی فلچر، ستاره‌شناس دانشگاه لستر در بریتانیا و یکی از نویسندگان این مطالعه جدید می‌گوید: ما اکنون یک بخش از معما را حل کرده‌ایم و آن این است که جو مشتری، این چرخه‌های طبیعی را نشان می‌دهد. برای درک اینکه چه چیزی این الگوها را هدایت می‌کند و چرا آنها در این مقیاس‌های زمانی خاص رخ می‌دهند، باید هم بالا و هم زیر لایه‌های ابری مشتری را کاوش کنیم.

این گروه پژوهشی نشانه‌هایی یافته است که نشان می‌دهد این فصول غیر فصلی ممکن است با پدیده‌ای به نام اتصال از راه دور(Teleconnection) مرتبط باشند. ارتباط از راه دور، تغییرات دوره‌ای در جنبه‌های سیستم جوی سیاره را توصیف می‌کند که به طور همزمان در بخش‌هایی از سیاره اتفاق می‌افتد که به ظاهر متصل نیستند و می‌توانند هزاران مایل یا کیلومتر از هم فاصله داشته باشند.

ارتباط از راه دور در جو زمین از قرن نوزدهم مشاهده شده است، به ویژه در چرخه معروف لا نینا – ال نینو(La Nina – El Nino) که به نوسان جنوبی نیز معروف است. طبق گفته اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا(NOAA) در طول این رویدادها، تغییرات در رفت و آمد بادهای غرب اقیانوس آرام با تغییرات بارندگی در اغلب نقاط آمریکای شمالی مطابقت دارد.

دانشمندان در تحقیقات جدید خود دریافته‌اند که در سیاره مشتری، هنگامی که دما در عرض‌های جغرافیایی خاص در نیم‌کره شمالی افزایش می‌یابد، همان عرض‌های جغرافیایی در نیم‌کره جنوبی خنک می‌شوند که تقریباً مانند یک تصویر آینه‌ای کامل است.

گلن اورتون دانشمند سیاره‌شناس در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیا و نویسنده ارشد این مطالعه در بیانیه‌ای گفت: این شگفت‌انگیزتر از همه بود. ما ارتباطی بین نحوه تغییر دما در عرض‌های جغرافیایی بسیار دور پیدا کردیم. این شبیه به پدیده‌ای است که ما روی زمین می‌بینیم، جایی که الگوهای آب و هوایی و اقلیمی در یک منطقه می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر آب‌وهوای نقاط دیگر داشته باشند.

اندازه‌گیری‌های این پژوهش همچنین نشان داد که وقتی دما در استراتوسفر -لایه بالایی جو مشتری- افزایش می‌یابد، در تروپوسفر -پایین‌ترین لایه جوی مشتری - جایی که رویدادهای آب‌وهوایی از جمله طوفان‌های قدرتمند مشتری رخ می‌دهد، سقوط می‌کند.

این مطالعه شامل داده‌هایی از سال ۱۹۷۸ به بعد بود که توسط برخی از بهترین تلسکوپ‌های زمینی از جمله تلسکوپ بسیار بزرگ(VLT) در شیلی، تأسیسات تلسکوپ فروسرخ ناسا و تلسکوپ سوبارو در رصدخانه Mauna Kea در هاوایی جمع‌آوری شد.

پژوهشگران همچنین از داده‌های فضاپیماهایی مانند کاوشگرهای وویجر در اعماق فضا که در سال ۱۹۷۹ از کنار مشتری عبور کرد و مأموریت کاسینی که در سال ۲۰۰۱ برای کاوش در زحل از کنار مشتری عبور کرد، استفاده کردند.

فلچر می‌گوید: اندازه‌گیری این تغییرات دما و دوره‌ها در طول زمان، اگر بتوانیم علت و معلول را در جو مشتری به هم متصل کنیم، گامی به سوی پیش‌بینی آب و هوای کامل مشتری است و سوال بزرگتر این است که آیا می‌توانیم روزی این را به سایر سیارات غول پیکر تعمیم دهیم تا ببینیم آیا الگوهای مشابهی ظاهر می‌شوند یا خیر.

پیش از این، دانشمندان می‌دانستند که جو مشتری دارای مناطق سردتری است که به رنگ‌های روشن‌تر و مناطق گرم‌تری است که به‌ صورت نوارهای قهوه‌ای به نظر می‌رسند. این مطالعه جدید که یک دوره سه ساله مشتری را پوشش می‌دهد، برای اولین بار نشان داد که چگونه این الگوها در دوره‌های زمانی طولانی‌تر تغییر می‌کنند.

این پژوهش به تازگی در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.