تصویر درخشان جیمز وب از تغییری بزرگ در زحل/ عکس

در حالی که در برخی نقاط زمین، پاییز گرمی در حال آغاز است، تیمی از ستاره‌شناسان دریافتند که نیمکره شمالی زحل، پایان تابستان سردی را تجربه می‌کند، چرا که جریان‌های عظیمی از هوا در مقیاس سیاره‌ای، با نزدیک شدن به پاییز جهت خود را معکوس کرده‌اند.

همچنین جدیدترین تصاویر از قطب شمال زحل با گرداب گرم عظیم و پر از گازهای هیدروکربنی، آن را قبل از اینکه در تاریکی زمستان قطبی فرو رود، نشانمان می‌دهد. این گزارش آب و هوای بین سیاره‌ای به لطف تصاویر جدیدی است که توسط تیمی به رهبری دانشگاه لستر از تصاویر جیمزوب تجزیه و تحلیل شده و در مجله «Journal of Geophysical Research: Planets» منتشر شده است. آن‌ها به درک تازه‌ای از تغییر فصول در این سیاره عظیم بیرونی منظومه شمسی، که به دلیل حلقه‌های یخیش معروف است، رسیده‌اند.

زحل نیز مانند زمین شیب محوری دارد و تغییرات فصلی را تجربه می‌کند. با این حال، ۳۰ سال طول می‌کشد تا زحل به دور خورشید بچرخد، بنابراین هر فصلش ۷.۵ سال زمینی طول می‌کشد. تابستان نیمکره شمالی در هر دو سیاره اکنون در حال پایان است. در حالی که زمین در ماه سپتامبر به سمت اعتدال پاییزی شمالی می‌رود، زحل در سال ۲۰۲۵ به سمت اعتدال پاییزی شمالی می‌رود، در واقع قطب‌های شمالی هر دو سیاره به سمت دوره‌های طولانی زمستان قطبی می‌روند.

تیم تحقیقاتی از ابزار دوربین مادون قرمز میانه یا MIRI در جیمزوب برای مطالعه اتمسفر زحل در نور مادون قرمز استفاده کرد که به آن‌ها اجازه می‌دهد دما، فراوانی گاز و ابرها را از بالای ابرهای در حال چرخش تا نواحی بالا در جو یا همان استراتوسفر اندازه‌گیری کنند. ابزار MIRI به دانشمندان این امکان را می‌دهد که بتوانند اثر انگشت انواع مواد شیمیایی غنی را در جو سیاره ببینند.

در تصویری که تنها با ترکیب چند طول موج مشاهده شده توسط MIRI ثبت شده، تابش حرارتی درخشان از قطب شمال به رنگ آبی خودنمایی می‌کند. طوفان گرم ۱۵۰۰ کیلومتری قطب شمال (NPC) که برای اولین بار توسط ماموریت کاسینی مشاهده شد، آن‌جا قابل مشاهده است. این منطقه توسط یک منطقه گسترده‌تر از گازهای گرم به نام گرداب استراتوسفری قطب شمال (NPSV) احاطه شده است. این گرداب استراتوسفری در بهار زحل تشکیل می‌شود و در سراسر تابستان شمالی باقی می‌ماند.

این گرداب‌های گرم در استراتوسفر، توسط گرمای خورشید در طول فصل تابستان طولانی زحل گرم می‌شوند. با نزدیک شدن به اعتدال پاییزی در سال ۲۰۲۵، گرداب استراتوسفر قطب شمال شروع به خنک شدن کرده و با فرو رفتن نیمکره شمالی در تاریکی پاییز، ناپدید می‌شود.

با مدل‌سازی طیف‌های فروسرخ میانی، دانشمندان متوجه شدند که توزیع دماها و گازهای استراتوسفر در این نقطه خاص در چرخه فصلی زحل، با آنچه که توسط ماموریت کاسینی در طول زمستان و بهار شمالی مشاهده شد، متفاوت است.

زحل دارای یک الگوی گردش استراتوسفر در مقیاس بزرگ با دماهای گرمتر و هیدروکربن‌های اضافی مانند اتان و استیلن در عرض‌های جغرافیایی میانی شمالی در زمستان است. تصور می‌شد که جریان هوا در عرض‌های میانی تابستانی جنوبی بالا می‌آید، از خط استوا می‌گذرد و در عرض‌های جغرافیایی میانی زمستانی شمالی فرو می‌رود. نتایج طیف‌سنج با وضوح متوسط MIRI که در نوامبر ۲۰۲۲ گرفته شد، نشان داد که این گردش استراتوسفر اکنون معکوس شده است.

جیمزوب می‌تواند در طول موج‌های نوری را ببیند که پیش از این برای فضاپیماها غیر قابل دسترسی بود و مجموعه نفیسی از داده‌ها را جمع‌آوری کند که دانشمندان را برای جست‌وجوهای بیشتر به وجد می‌آورد. کار روی زحل، اولین برنامه از برنامه رصد هر چهار سیاره غول پیکر است. جیمزوب توانایی‌ای فراتر از هر آنچه در گذشته داشته‌ایم، ارائه می‌کند. اگر بتوانیم این همه یافته جدید از یک رصد سیاره‌ای به دست آوریم، تصور کنید چه اکتشافاتی در انتظار ما خواهد بود.

هیچ فضاپیمایی تا کنون برای کاوش در اواخر تابستان و پاییز شمالی زحل حضور نداشته، بنابراین امیدواریم که این نقطه شروع جیمزوب برای ادامه میراث کاسینی در دهه آینده باشد.

۵۸۵۸