تشير دراسة جديدة للعاصفة الغامضة ذات الشكل السداسي في القطب الشمالي لزحل إلى أن هذه الظاهرة هي في الواقع نتيجة نشاط يحدث عبر الكوكب بأكمله.
في ورقة بحثية جديدة نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences ، يقول العلماء إن الإعصار غير الطبيعي يحدث عندما تتدفق الغلاف الجوي عبر زحل تخلق دوامات كبيرة وصغيرة تشبه الأعاصير. من المحتمل جدًا أن تدور هذه العواصف في أعماق الكوكب وأن مسارات الحمل الحراري للعواصف و 'تضغط' على تدفقات الغلاف الجوي ، وتحصره في الجزء العلوي من كوكب زحل في شكل سداسي.
كتب الباحثون في ورقتهم: 'إن نمط التدفق السداسي على زحل هو مثال صارخ على التنظيم الذاتي المضطرب'. 'ينتج نموذجنا في وقت واحد وبشكل مستقل نفاثات منطقية متناوبة ، والإعصار القطبي ، وهياكل متعددة الأضلاع شبيهة بالسداسية تشبه تلك التي لوحظت على زحل.'
في كوكب زحل ، التقطت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لوكالة ناسا صورًا تظهر مشهدًا عالي الدقة لتيار نفاث سداسي الشكل. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton
تم التلميح إلى بنية السحابة الغريبة السداسية الجوانب التي تدور حول القطب الشمالي لكامل زحل عندما حلقت المركبة الفضائية فوييجر بالقرب من الكوكب قبل 40 عامًا في نوفمبر 1980. وصلت المركبة الفضائية كاسيني إلى مدار زحل في عام 2004 ، ولكن لم يكن قادرًا على التقاط صور لتلك المنطقة حتى عام 2007. أظهرت الصور المذهلة الهيكل السداسي بالتفصيل.
قال راكيش ك. ياداف ، باحث مشارك في قسم علوم الأرض والكواكب بجامعة هارفارد ، 'إننا نرى العواصف على الأرض بشكل منتظم وهي دائمًا ما تكون متصاعدة ، وأحيانًا دائرية ، ولكنها لا تحتوي أبدًا على شيء ذي قطاعات سداسية أو مضلعات ذات حواف'. المؤلف على الورق. 'هذا مذهل حقًا وغير متوقع تمامًا. السؤال المطروح على كوكب زحل هو ، كيف تشكل مثل هذا النظام الكبير وكيف يمكن لمثل هذا النظام الكبير أن يظل على حاله على هذا الكوكب الكبير؟ '
العاصفة السداسية تقع فقط في القطب الشمالي. في حين أن القطب الجنوبي من زحل به أيضًا عاصفة كبيرة ، فإنه يبدو أشبه بإعصار بعين عملاقة. أظهرت بيانات كاسيني أن الشكل السداسي امتد بشكل أعمق بكثير مما توقعه العلماء سابقًا ، مع تقديرات أولية تصل إلى 100 كيلومتر (60 ميلاً) تحت قمم السحابة.
لكن النموذج الجديد الذي ابتكره ياداف وأستاذ الجيوفيزياء جيريمي بلوكسهام يشير إلى أن العاصفة قد تكون على عمق آلاف الكيلومترات.
أجرى العلماء محاكاة حاسوبية لتدفقات زحل في الغلاف الجوي لمدة شهر. لقد أظهر أن ظاهرة تسمى الحمل الحراري العميق - والتي تحدث عندما تنتقل الحرارة من مكان إلى آخر عن طريق حركة السوائل أو الغازات - يمكن أن تؤدي بشكل غير متوقع إلى تدفقات في الغلاف الجوي تخلق أعاصير قطبية كبيرة ونمط نفاث مرتفع باتجاه الشرق. عندما تختلط هذه في الجزء العلوي من الكوكب ، فإنها تشكل الشكل غير المتوقع. ولأن العواصف تتشكل في أعماق الكوكب ، قال العلماء إنها تجعل الشكل السداسي غاضبًا ومستمرًا.
كشفت المحاكاة ، المستندة إلى البيانات الفعلية من مهمة كاسيني ، أن العواصف الأصغر في الغلاف الجوي لزحل تحيط بتيار نفاث أفقي أكبر يهب شرقًا بالقرب من القطب الشمالي للكوكب. تتفاعل العواصف الأصغر مع نظام التيار النفاث الأكبر ، ونتيجة لذلك تضغط بشكل فعال على النفاثة الشرقية وتحصرها في قمة الكوكب. تقوم عملية القرص بإلتواء التيار إلى شكل سداسي.
الشكل السداسي لزحل كما رأته فوييجر 1 عام 1980 (ناسا)
قال ياداف: 'هذه الطائرة تدور حول الكوكب ، وعليها أن تتعايش مع هذه العواصف المحلية [الأصغر]'. 'فكر في الأمر على هذا النحو: تخيل أن لدينا شريطًا مطاطيًا ونضع مجموعة من الأربطة المطاطية الصغيرة حوله ثم نضغط على كل شيء من الخارج. سيتم ضغط هذه الحلقة المركزية ببعض البوصات وتشكل شكلًا غريبًا مع عدد معين من الحواف. هذه في الأساس فيزياء ما يحدث. لدينا هذه العواصف الأصغر وهي تقرع بشكل أساسي العواصف الأكبر في المنطقة القطبية وبما أنه يتعين عليهم التعايش ، فعليهم بطريقة ما إيجاد مساحة لإيواء كل نظام بشكل أساسي. من خلال القيام بذلك ، ينتهي بهم الأمر بصنع هذا الشكل متعدد الأضلاع '.
قال الباحثون إن نموذج الكمبيوتر الخاص بهم لم ينتج شكل سداسي مثالي. بدلاً من ذلك ، كان الشكل الذي رأوه عبارة عن مضلع من تسعة جوانب يتحرك أسرع من عاصفة زحل. ومع ذلك ، قالوا إن الشكل يخدم كدليل على مفهوم الأطروحة الشاملة حول كيفية تشكل العاصفة العملاقة ولماذا لم تتغير نسبيًا لما يقرب من 40 عامًا.
قال ياديف وبلوكسهام إنهما يحتاجان إلى المزيد من بيانات الغلاف الجوي من زحل لتحسين نموذجهما بشكل أكبر لتكوين صورة أكثر دقة لما يحدث على المدى الطويل مع العاصفة.
قال ياداف: 'الدافع العلمي هو في الأساس فهم كيفية نشوء كوكب زحل وكيفية تطوره بمرور الوقت'.
قراءة متعمقة:
