Για αιώνες, οι επιστήμονες εργάστηκαν για να κατανοήσουν τη σύσταση του πλανήτη Δία. Αυτός ο μυστηριώδης πλανήτης είναι μακράν ο μεγαλύτερος στο ηλιακό μας σύστημα και χημικώς ο πλησιέστερος σε σχέση με τον Ήλιο. Η κατανόηση του Δία είναι το κλειδί για να μάθουμε περισσότερα για το πώς σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα, και μάλιστα για το πώς αναπτύσσονται άλλα ηλιακά συστήματα.
Η εικόνα αυτή δημιουργήθηκε από εικόνες που λήφθηκαν από η διαστημοσυσκευή Τζούνο της NASA, η οποία μελετά τον πλανήτη Δία από τότε που έφτασε εκεί στις 4 Ιουλίου του 2016.
Εικόνα: NASA / JPL / SwRIΣε μεγαλύτερη ανάλυση: https://scitechdaily.com/scientists-find-evidence-of-water-in-jupiters-great-red-spot/
Αλλά, μια κρίσιμη ερώτηση βασανίζει τους αστρονόμους για γενιές: Υπάρχει νερό βαθιά στην ατμόσφαιρα του πλανήτη Δία, και αν ναι, πόσο;
Ο Gordon L. Bjoraker, αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Γκόνταρντ της NASA (NASA’s Goddard Space Flight Center) στο Γρήνμπέλτ Greenbelt, του Μέριλαντ δήλωσε σε μια πρόσφατη του εργασία στο Astronomical Journal ότι ο ίδιος και η ομάδα του έχουν φέρει την ερευνητική κοινότητα του πλανήτη Δία πιο κοντά στην απάντηση αυτή.
Αυτή η κινηματογραφική απεικόνιση τοποθετεί τον θεατή σε μια προσομοίωση πτήσης μέσα και, στη συνέχεια, έξω από την ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη Δία στο σημείο που βρίσκεται η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα. Δημιουργήθηκε συνδυάζοντας μια εικόνα από τον απεικονιστή JunoCam που υπάρχει στη διαστημοσυσκευή Τζούνο της NASA με μια κινούμενη εικόνα η οποία έγινε από υπολογιστή. Η προοπτική αρχίζει περίπου 2.000 μίλια (3.000 χιλιόμετρα) πάνω από τις κορυφές των νεφών του νότιου ημισφαιρίου του πλανήτη. Η στήλη στα αριστερά δείχνει το υψόμετρο κατά τη γρήγορη κάθοδο, ενώ ένας δεύτερος μετρητής δίπλα σε αυτή τη στήλη απεικονίζει τη δραματική αύξηση της θερμοκρασίας που συμβαίνει καθώς η προοπτική αλλάζει μιας και οι καταδύσεις γίνονται όλο και πιο βαθύτερες. Τα νέφη στροβιλίζονται καθώς η προοπτική της ταινίας περνάει από τη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα. Τέλος, η θέαση μας αλλάζει και πάλι καθώς ανεβαίνουμε από τη Κηλίδα.
Παρατηρώντας από επίγεια τηλεσκόπια σε κυματομορφές ευαίσθητες στη θερμική
ακτινοβολία που διαρρέει από τα βάθη της επίμονης καταιγίδας του Δία, τη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, ανίχνευσαν τις χημικές υπογραφές του νερού πάνω από τα βαθύτερα
νέφη του πλανήτη. Η πίεση του νερού, συμπεραίνουν οι ερευνητές, σε συνδυασμό
με τις μετρήσεις τους για αέριο που να περιέχει Οξυγόνο, και Μονοξείδιο του άνθρακα, υποδηλώνουν ότι
ο πλανήτης Δίας έχει 2 έως 9 φορές περισσότερο οξυγόνο από τον Ήλιο. Αυτό το εύρημα
υποστηρίζει θεωρητικά μοντέλα και μοντέλα προσομοίωσης υπολογιστών που έχουν
προβλέψει την ύπαρξη άφθονου νερού (H2O) στον Δία από οξυγόνο (Ο) δεσμευμένο με
μοριακό Υδρογόνο (Η2).
"Αποδεικνύεται ότι δεν είναι και τόσο πυκνή που να εμποδίζει την ικανότητά μας να παρατηρήσουμε πιο βαθιά", δήλωσε ο Bjoraker. "Αυτό ήταν μια ευχάριστη έκπληξη."
Η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα είναι η μαύρη κουκκίδα στη μέση αυτής της εικόνας του πλανήτη Δία η οποία λήφθηκε με την υπέρυθρη μέθοδο. Την βλέπουμε με μαύρο χρώμα λόγω των πυκνών νεφών τα οποία εμποδίζουν την θερμική ακτινοβολία. Οι κίτρινες λωρίδες υποδηλώνουν το τμήμα της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας το οποίο χρησιμοποιείται στην ανάλυση του αστροφυσικού Gordon L. Bjoraker.
Εικόνα: NASA’s Goddard Space Flight Center/Gordon Bjoraker
Μεγαλύτερη ανάλυση: https://scitechdaily.com/scientists-find-evidence-of-water-in-jupiters-great-red-spot/
Τα στοιχεία που συγκέντρωσε ο Bjoraker και η ομάδα του θα συμπληρώσουν τις πληροφορίες που συλλέγει η διαστημοσυσκευή Τζούνο της NASA, καθώς περιφέρεται γύρω από τον πλανήτη από Βορρά προς Νότο μία φορά κάθε 53 ημέρες.
Μεταξύ άλλων, το Τζούνο ερευνά για νερό με το δικό του φασματόμετρο υπερύθρων και με ένα μικροκυματικό ραδιόμετρο που μπορεί να μετρήσει πιο βαθιά από ότι έχει ποτέ παρατηρηθεί - σε 100 Μπάρ ή 100 φορές την ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της Γης. (Το ύψος στον Δία μετράται σε Μπάρ, που αντιπροσωπεύουν την ατμοσφαιρική πίεση, μιας και ο πλανήτης δεν έχει επιφάνεια σαν σημείο αναφοράς όπως στη Γη από την οποία να μετράται η ανύψωση).
Αν το Τζούνο στείλει στη Γη παρόμοια ευρήματα νερού, θα υποστηριχθεί με αυτό το τρόπο η τεχνική εδάφους του Bjoraker, η οποία θα μπορούσε να ανοίξει ένα νέο παράθυρο για την επίλυση του προβλήματος σχετικά με το νερό, δήλωσε ο Amy Simon του κέντρου πτήσεων Goddard, και ειδικός πλανητικής ατμόσφαιρας.
"Αν λειτουργήσει, τότε ίσως μπορούμε να την εφαρμόσουμε και αλλού, όπως στους πλανήτες Κρόνο, Ουρανό ή Ποσειδώνα, όπου εκεί δεν έχουμε ...Τζούνο", δήλωσε.
Το Τζούνο είναι η πιο πρόσφατη διαστημοσυσκευή η οποία έχει επιφορτιστεί με την εξεύρεση ύδατος, πιθανώς σε μορφή αερίου, σε αυτόν τον γιγαντιαίο αέριο πλανήτη.
Το νερό είναι ένα σημαντικό και άφθονο μόριο στο Ηλιακό μας σύστημα. Έδωσε ζωή στη Γη και τώρα συμβάλει σε πολλές από τις πιο σημαντικές διαδικασίες του πλανήτη μας, συμπεριλαμβανομένου και του καιρού. Είναι επίσης ένας κρίσιμος παράγοντας για τον ταραγμένο καιρό του πλανήτη Δία, ο οποίος θα διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στο να καθοριστεί αν ο πλανήτης έχει πυρήνα από πετρώματα και πάγο.
Ο Δίας πιστεύεται ότι είναι ο πρώτος πλανήτης που σχηματίστηκε με την απομάκρυνση από τον αστρικό άνεμο των στοιχείων που απέμειναν από το σχηματισμό του Ήλιου, καθώς το μητρικό μας αστέρι συσσωματώθηκε από ένα άμορφο νεφέλωμα στην πύρινη μπάλα αερίων που βλέπουμε σήμερα. Μια ευρέως αποδεκτή θεωρία μέχρι πριν από αρκετές δεκαετίες ήταν ότι ο Δίας ήταν πανομοιότυπος σε σύνθεση με τον Ήλιο, μια μπάλα υδρογόνου με έναν υπαινιγμό ηλίου (αερίου) - όλος από αέριο, χωρίς πυρήνα.
Όμως, υπάρχουν ενδείξεις ότι ο Δίας έχει πυρήνα, πιθανώς 10 φορές τη μάζα της Γης. Το μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο που επισκέφθηκε στο παρελθόν τον πλανήτη βρήκε χημικές ενδείξεις ότι σχηματίστηκε ένας πυρήνας από βράχο και πάγο από νερό πριν αναμειχθεί με αέρια από το ηλιακό νεφέλωμα το οποίο δημιούργησε την ατμόσφαιρα του. Ο τρόπος με τον οποίο η βαρύτητα του Δία έλκει το Τζούνο υποστηρίζει επίσης αυτή τη θεωρία. Υπάρχουν ακόμα αστραπές και βροντές στον πλανήτη, φαινόμενα που τροφοδοτούνται από την υγρασία.
"Τα φεγγάρια που περιφέρονται γύρω από τον Δία είναι ως επί το πλείστον πάγος από νερό, έτσι, ολόκληρη η ...γειτονιά έχει άφθονο νερό", δήλωσε ο Bjoraker. "Γιατί δεν θα ήταν ο πλανήτης επίσης - στον οποίο η βαρύτητα είναι τόσο τεράστια που όλα έλκονται προς αυτόν - πλούσιος σε νερό;
Το ζήτημα του νερού έχει μπερδέψει τους πλανητικούς επιστήμονες, σχεδόν κάθε φορά που αποδεικνύεται η ύπαρξη H2O , όλο και κάτι συμβαίνει και χάνεται η ανίχνευση του . Ένα αγαπημένο παράδειγμα μεταξύ των εμπειρογνωμόνων του Δία είναι το διαστημόπλοιο Γαλιλαίος της NASA, το οποίο έστειλε μια ερευνητική διαστημοσυσκευή στην ατμόσφαιρα του το 1995, και το οποίο βρέθηκε σε μία εξαιρετικά άνυδρη περιοχή. "Είναι σαν να σταλεί μια παρόμοια διαστημοσυσκευή να προσγειωθεί στην έρημο Μοχάβι συμπεραίνοντας ότι η Γη είναι ξηρή", υπογράμμισε ο Bjoraker.
Στην προσπάθειά τους να βρουν νερό, ο Bjoraker και η ομάδα του χρησιμοποίησαν δεδομένα ακτινοβολίας που συλλέχθηκαν από την κορυφή του όρους Μαουνακέα στη Χαβάη το 2017. Στηρίχτηκαν στο πιο ευαίσθητο υπέρυθρο τηλεσκόπιο στη Γη στο W.M. Keck Observatory, καθώς επίσης και σε ένα νέο όργανο που μπορεί να ανιχνεύσει ευρύτερο φάσμα αερίων στις εγκαταστάσεις Υπέρυθρων τηλεσκοπίων της ΝΑΣΑ (NASA Infrared Telescope Facility).
Η όλη ιδέα ήταν να αναλυθεί η φωτεινή ενέργεια που εκπέμπεται από τα νέφη του πλανήτη Δία, προκειμένου να προσδιοριστούν τα υψόμετρα των στρωμάτων στα νέφη αυτά. Αυτό θα βοηθούσε τους επιστήμονες να καθορίσουν τη θερμοκρασία καθώς και άλλες συνθήκες που επηρεάζουν τους τύπους αερίων που μπορούν να επιβιώσουν στις περιοχές αυτές.
Οι ειδικοί της πλανητικής ατμόσφαιρας αναμένουν ότι υπάρχουν τρεις στρώσεις , τρία επίπεδα αν θέλετε νεφών στον Δία: ένα χαμηλότερο στρώμα από πάγο νερού και υγρό νερό, ένα μεσαίο από αμμωνία και θείο και ένα ανώτερο στρώμα από αμμωνία.
Για να επιβεβαιωθεί αυτό μέσω επίγειων παρατηρήσεων, η ομάδα του Bjoraker εξέτασε τις κυματομορφές στην υπέρυθρη περιοχή του φωτός όπου τα περισσότερα αέρια δεν απορροφούν θερμότητα, επιτρέποντας τη διαρροή χημικών υπογραφών. Συγκεκριμένα, ανέλυσαν τα πρότυπα απορρόφησης μιας μορφής Μεθανίου. Επειδή ο Δίας είναι πολύ ζεστός για να κάνει το μεθάνιο πάγο, η αφθονία του δεν πρέπει να αλλάζει από τον ένα τόπο στον άλλο πάνω στον πλανήτη.
"Αν δείτε η δυναμική των γραμμών μεθανίου ποικίλλει από το εσωτερικό και από το εξωτερικό της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας. Και αυτό δεν είναι επειδή υπάρχει περισσότερο μεθάνιο εδώ και από εκεί", δήλωσε ο Bjoraker, "είναι επειδή υπάρχουν παχύτερα, και βαθύτερα νέφη που εμποδίζουν την ακτινοβολία στη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα ".
Η ομάδα του Bjoraker βρήκε στοιχεία για τα τρία στρώματα νέφους στη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, υποστηρίζοντας παλαιότερα μοντέλα. Η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι βαθύτερες στρωματώσεις των νεφών είναι στα 5 Μπάρ, εκεί ακριβώς όπου η θερμοκρασία φτάνει στο σημείο πήξης για το νερό, είπε ο Bjoraker, "έτσι λέω ότι πιθανότατα βρήκαμε ένα υδάτινο νέφος." Η τοποθεσία του υδάτινου αυτού νέφους, συν την ποσότητα μονοξειδίου του άνθρακα που οι ερευνητές εντόπισαν στον πλανήτη, επιβεβαιώνει ότι ο Δίας είναι πλούσιος σε οξυγόνο και, επομένως, νερό.
Η τεχνική του Bjoraker πρέπει τώρα να δοκιμαστεί και σε άλλα μέρη του πλανήτη Δία για να αποκτηθεί έτσι μια πλήρης εικόνα της συνολικής αφθονίας του νερού, και τα δεδομένα του να συνδυαστούν με τα ευρήματα της διαστημοσυσκευής Τζούνο.
"Η αφθονία του ύδατος του πλανήτη Δία μας θα μας πει πολλά για το πώς σχηματίστηκε ο γιγαντιαίος αυτός πλανήτης, αλλά μόνο αν μπορούμε να καταλάβουμε πόση ποσότητα νερού υπάρχει σε ολόκληρο τον πλανήτη", δήλωσε ο Steven M. Levin επιστήμονας του προγράμματος Τζούνο στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στη Πασαντένα της Καλιφόρνια.
Εκδόσεις: G. L. Bjoraker, et al., “The Gas Composition and Deep Cloud Structure of Jupiter’s Great Red Spot,” AJ, 2018; doi:10.3847/1538-3881/aad186
Από την LONNIE SHEKHTMAN, NASA’S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER
--------------------*--------------------
Ενημερωθείτε για θέματα
Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:
https://scitechdaily.com/scientists-find-evidence-of-water-in-jupiters-great-red-spot/
Πηγές υπάρχουν επίσης
και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά
: Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο,
απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε
μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να
δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με
την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη
σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για
δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας,
υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να
παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε
τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.
Το κείμενο
υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που
αφορούν το θέμα του άρθρου.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy