They are powerful, they are the size of Australia and no one imagined them until a few years ago - what is the secret of the storms at the poles of the largest planet in the solar system?
Until a few years ago, it had not yet arrived הגשושית ג'ונו For its orbit around the planet Jupiter, no one knew that powerful cyclones the size of Australia reside at its poles. These cyclones, unlike the storms we are familiar with on Earth, do not pass, they hardly change - and they probably do not appear in combination with flying trees and wet news reports either. Now, in an article published today in the scientific journal Nature Geoscience, the Weizmann Institute of Science scientists managed to explain the mystery of Jupiter's cyclones: what are the forces that set enormous storms of these dimensions around the poles, and why their number and location remain more or less constant over time.
"אפשר לחשוב על צדק כמעבדת אקלים אידאלית", אומר פרופ' Yohai Caspi, מהמחלקה למדעי כדור-הארץ וכוכבי-הלכת במכון. כדור-הארץ הוא מערכת מסובכת ומסועפת: יש לנו אוקיינוסים ואטמוספרה, יבשות, ביולוגיה, וכמובן, השפעות בני-האדם. צדק, לעומת זאת, כוכב-הלכת הגדול במערכת השמש, מורכב מגז, ולכן הוא מהווה מערכת פשוטה הרבה יותר – שבה אפשר לבדוק תחזיות ולאשש השערות. הנתונים שבעזרתם כל זה מתאפשר, נאספים על-ידי ג'ונו – חללית מחקר שסוכנות החלל האמריקאית נאס"א שיגרה לחלל ב-2011 ומקיפה את צדק מאז 2016. פרופ' כספי הוא חוקר שותף במשימה של ג'ונו, שאחת התגליות המסעירות שלה היא קיומם של סופות ציקלון בקטביו.
"אם מסתכלים על תמונות של צדק עד 2016", אומר פרופ' כספי, "היה מקובל לייצג את הקטבים של צדק באפור – כי אף אחד לא ידע איך הם נראים". הסיבה לכך נעוצה בעובדה שכל מערכת השמש נמצאת על אותו המישור, שהוא קרוב למישור קו המשווה של צדק, ולכן בתצפיות שבוצעו מכדור-הארץ או מחלליות קודמות, יכולנו לראות בעיקר את קווי הרוחב הנמוכים של צדק. אחד החידושים המשמעותיים של משימת ג'ונו, אם כך, הוא המסלול הקוטבי שלה, שאיפשר לחזות לראשונה במתרחש בקטבים. כך התגלו סופות ציקלון אדירות, מסודרות להפליא ודמויות עוגת שושנים, סביב קו רוחב 84°. מעבר לכך, סיבובים חוזרים ונשנים של ג'ונו סביב צדק הראו שמספרם נשאר קבוע – שמונה ציקלונים מסביב לקוטב הצפוני, וחמישה מסביב לקוטב הדרומי. "התגלית הזאת הייתה מפתיעה במיוחד בזמנו", אומר פרופ' כספי, "כי ציפינו שהקטבים יהיו פחות או יותר סימטריים". במאמר קודם קשר פרופ' כספי בין חוסר הסימטריה שהתגלה בשדה הכבידה של צדק לעומק זרמי הסילון החזקים that prevail in the planet's atmosphere.
On Earth, cyclones form in places where the water temperature exceeds 26 degrees - usually, in the central Atlantic and Pacific Oceans - and move in a circular motion towards the poles due to the gravitational force induced on them as a result of the Earth's rotation. On Jupiter, however, strong jet streams do not allow these storms to form below 60° latitude - only above it, the currents are weak enough to allow cyclones to rage. What causes storms in Jupiter to settle at 84° latitude? According to the study, the storms in Jupiter are attracted to the poles as well, but the polar storm that is in the center of the cyclone circle pushes them and prevents them from reaching the pole itself.
"כל עוד הציקלונים רחוקים מהקוטב – הם נמשכים אליו, אבל ככל שהם מתקרבים – נוצרת דחייה", אומר תלמיד המחקר נמרוד גבריאל, מקבוצתו של פרופ' כספי, שעבודת הדוקטורט שלו מתמקדת בהסבר התופעה. "השאלה היא האם הדחייה שנוצרת חזקה מספיק כדי להתנגד למשיכת הקוטב. קו רוחב 84° הוא המקום שבו כוחות המשיכה והדחייה מתקזזים". גבריאל ופרופ' כספי מציעים במאמר מודל חישובי, שמשקלל את קוטר הציקלון הקוטבי (שגדול יותר בדרום מאשר בצפון), המרחק המינימלי האפשרי בין ציקלון לציקלון, שטח הפנים של קו רוחב 84°, גודל הציקלונים ומהירות סיבובם, ומראים כי בהתחשב בנתונים – סביב הקוטב הצפוני חייבים להתאסף שמונה ציקלונים. באשר לקוטב הדרומי – החישוב מראה שמספר הציקלונים סביבו חייב להיות 5.62. מספר זה עקבי עם הנתונים שאספה ג'ונו: אמנם לא יכול להיות מספר כזה של ציקלונים, אבל חמש הסופות שבדרום לעתים מתפצלות לשש, כפי שאירע בטיסות היעף ה-18 וה-34 של הגשושית סביב צדק. כמו כן, ההסבר שהציעו מסביר את היעדר התופעה בכוכב-הלכת התאום של צדק – שבתאי.
פרופ' כספי וקבוצת המחקר שלו מצפים לנתונים נוספים שיזרמו אליהם מג׳ונו בשנים הקרובות בעקבות ההחלטה בנאס״א להאריך את משימת החלל עד 2025: "שינויים קלים במסלול של ג׳ונו מקרבים את הגשושית בהדרגה לקוטב הצפוני. כך נוכל לקבל נתונים ממספר רב של מכשירים שיעזרו לנו לאפיין טוב יותר את התהליכים המתרחשים באיזור מסקרן זה".
Between Jupiter and the Earth
"אנחנו מנסים להבין את הדינמיקה האטמוספרית בקנה-מידה גדול, ולהצליח להסביר את הציקלונים שבקטבי צדק מספק לנו ביטחון שאנחנו באמת מבינים את התנאים ששוררים בו", אומר פרופ' כספי. ביטחון זה עשוי להיות מכריע עבורנו בכדור-הארץ, שכן הבנה רחבה ככל האפשר של ציקלונים, תוכל לסייע למדענים לחזות, למשל, כיצד תושפע תנועתן של סופות אם כדור-הארץ יתחמם – אתגר שנראה כי האנושות תיאלץ להתמודד עימו. אבל עבור פרופ' כספי, העניין בכוחות השוררים בכוכב-הלכת צדק הוא הרבה יותר פשוט: "כבר אין איים חדשים לגלות באוקיינוס השקט, וגם במערכת השמש כבר כמעט שאין מקום שלא מיפינו. הקטבים של צדק ושאר כוכבי-הלכת הגזיים הם, אולי, מהמקומות האחרונים במערכת השמש שנותר לגלות".
More of the topic in Hayadan:
