يتعلم علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب Keck I في هاواي الكثير عن 'بقعة ساخنة' غريبة وحرارية على زحل والتي تقع على طرف القطب الجنوبي للكوكب. فيما يسميه الفريق أكثر المناظر الحرارية حدة لزحل التي تم التقاطها من الأرض على الإطلاق ، تشير المجموعة الجديدة من صور الأشعة تحت الحمراء إلى دوامة قطبية دافئة في القطب الجنوبي لزحل - وهي الأولى التي يتم اكتشافها في النظام الشمسي. يعتبر هذا الغطاء القطبي الدافئ موطنًا لنقطة ساخنة مدمجة مميزة ، يعتقد أنها تحتوي على أعلى درجات الحرارة المقاسة على زحل. تظهر ورقة تعلن عن النتائج في عدد 4 فبراير من 'العلوم'.
'الدوامة القطبية' هي نمط طقس مستمر وواسع النطاق ، يشبه التيار النفاث على الأرض الذي يحدث في الغلاف الجوي العلوي. على الأرض ، تقع Arctic Polar Vortex عادةً فوق شرق أمريكا الشمالية في كندا وتغرق الهواء البارد في السهول الشمالية في الولايات المتحدة. الدوامة القطبية القطبية للأرض ، المتمركزة فوق القارة القطبية الجنوبية ، مسؤولة عن حبس الهواء وخلق كيمياء غير عادية ، مثل التأثيرات التي تخلق 'ثقب الأوزون'. توجد الدوامات القطبية على الأرض والمشتري والمريخ والزهرة ، وهي أبرد من محيطها. لكن الصور الجديدة من مرصد دبليو إم كيك تظهر أول دليل على وجود دوامة قطبية في درجات حرارة أكثر دفئًا. والمنطقة الأكثر دفئًا والمضغوطة في القطب نفسه غير عادية تمامًا.
قال الدكتور جلين إس أورتون ، من مختبر الدفع النفاث في باسادينا والمؤلف الرئيسي للورقة التي تصف النتائج: 'لا يوجد شيء مثل هذا الغطاء الدافئ المضغوط في الغلاف الجوي للأرض'. اكتشف علماء الأرصاد الجوية ارتفاعًا مفاجئًا في درجة حرارة القطب ، ولكن هذا التأثير قصير المدى على الأرض. تدوم هذه الظاهرة على زحل لفترة أطول لأننا رأينا تلميحات عنها في بياناتنا لمدة عامين على الأقل '.
اللغز ليس أن القطب الجنوبي لزحل دافئ ؛ بعد كل شيء ، فقد تعرض لضوء الشمس المستمر لمدة 15 عامًا ، بعد أن وصل لتوه إلى الانقلاب الصيفي في أواخر عام 2002. ولكن كلا من الحدود المميزة لدوامة قطبية دافئة على بعد 30 درجة من القطب الجنوبي و 'طرف' شديد الحرارة على اليمين في القطب كانت غير متوقعة تماما.
'إذا كانت درجات الحرارة المتزايدة في الجنوب ناتجة فقط عن الموسمية ، فيجب أن ترتفع درجة الحرارة تدريجياً مع زيادة خط العرض ، لكنها لا تزيد؟' وأضاف الدكتور أورتن. نشهد ارتفاع درجة الحرارة فجأة بعدة درجات قرب 70 درجة جنوبا و 87 درجة جنوبا.
قد تكون التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة ناجمة عن تركيز الجسيمات الممتصة لأشعة الشمس في الغلاف الجوي العلوي والتي تحبس الحرارة في الستراتوسفير. تشرح هذه النظرية سبب ظهور البقعة الساخنة مظلمة في الضوء المرئي وتحتوي على أعلى درجات حرارة تم قياسها على الكوكب. ومع ذلك ، فإن هذا وحده لا يفسر سبب تقييد الجسيمات نفسها في الجزء الجنوبي العام من زحل وخاصة في منطقة مضغوطة بالقرب من طرف القطب الجنوبي لزحل. من شأن التدفق الإجباري للهواء الجاف نسبيًا أن يفسر هذا التأثير ، والذي يتوافق مع الملاحظات الأخرى المأخوذة من السحب التروبوسفيرية ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات.
قد يتم تقديم المزيد من التفاصيل من مطياف الأشعة تحت الحمراء في مهمة كاسيني المشتركة بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية والتي تدور حاليًا حول زحل. يقيس مطياف الأشعة تحت الحمراء المركب (CIRS) المعلومات الطيفية المستمرة التي تغطي نفس الأطوال الموجية مثل ملاحظات كيك ، ولكن من المتوقع أن تكمل التجربتان بعضهما البعض. بين مارس ومايو 2005 ، ستتمكن أداة CIRS على متن كاسيني من إلقاء نظرة على المنطقة القطبية الجنوبية بالتفصيل لأول مرة. دفع اكتشاف النقطة الساخنة في القطب الجنوبي لزحل فريق CIRS العلمي ، أحدهم الدكتور أورتن ، إلى قضاء المزيد من الوقت في النظر إلى هذه المنطقة.
'أحد الأسئلة الواضحة هو ما إذا كان القطب الشمالي لزحل باردًا بشكل غير طبيعي وما إذا كانت دوامة قطبية باردة قد نشأت هناك ، أم لا؟ وأضاف الدكتور أورتن. هذا سؤال لا يمكن الإجابة عليه إلا من خلال تجربة كاسيني CIRS على المدى القريب ، حيث لا يمكن رؤية هذه المنطقة من الأرض باستخدام الأدوات الأرضية '.
تم التقاط ملاحظات زحل في وضع التصوير لمقياس الطول الموجي الطويل Keck (LWS) في 4 فبراير 2004. تم الحصول على الصور عند 8.00 ميكرون ، وهي حساسة لانبعاثات الميثان في الستراتوسفير ، وأيضًا عند 17.65 و 24.5 ميكرون ، وهي حساسة لدرجات حرارة عند طبقات مختلفة في طبقة التروبوسفير العليا لكوكب زحل. كانت الصورة الكاملة للكوكب موزاييك من عدة مجموعات من التعريضات الفردية.
سيتضمن العمل المستقبلي لرصد زحل مزيدًا من التصوير الحراري عالي الدقة لزحل ، خاصة بسبب حقيقة أن منطقة الدوامة القطبية الأكبر قد تتغير في السنوات القليلة المقبلة. اكتشف الفريق أيضًا ظواهر أخرى يمكن أن تعتمد على الوقت وتتميز بشكل أفضل بأدوات التصوير في Keck ، مثل سلسلة من التذبذبات في درجات الحرارة بين الشرق والغرب ، وأبرزها بالقرب من 30 درجة جنوبًا. يبدو أن هذه التأثيرات لا علاقة لها بأي شيء في نظام السحابة المرئية غير الملامح نسبيًا لزحل ، ولكن التباين يذكرنا بموجات درجة الحرارة بين الشرق والغرب في كوكب المشتري والتي تتحرك ببطء شديد مقارنة بالمدفثات السريعة التي يتم تتبعها بواسطة حركات السحب.
تم تمويل هذا البحث من قبل مكتب ناسا لعلوم الفضاء وتطبيقاته ، ونظام علم الفلك الكوكبي ، ومشروع ناسا كاسيني. مهمة Cassini-Huygens هي مشروع تعاوني بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية. يدير مختبر الدفع النفاث ، وهو قسم من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، مهمة كاسيني-هيغنز لمديرية المهام العلمية التابعة لناسا ، واشنطن العاصمة.
و. م. يتم تشغيل مرصد كيك من قبل جمعية كاليفورنيا لأبحاث علم الفلك ، وهي شراكة علمية غير ربحية من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة كاليفورنيا ووكالة ناسا.
المصدر الأصلي: W.M. بيان صحفي كيك
