Το μυστικό της «ενεργειακής κρίσης» του Δία

Βρήκαν οι επιστήμονες

Επιμέλεια: Νίκος Μόσχοβος

Το μυστικό της «ενεργειακής κρίσης» του γιγαντιαίου πλανήτη του ηλιακού συστήματος αποκάλυψε το άρθρο της έρευνας με τίτλο: «Παγκόσμια θέρμανση πάνω από την ατμόσφαιρα στον Δία από το σέλας στους  πόλους του», που δημοσιεύτηκε στις 4 Αυγούστου 2021 στο περιοδικό «Nature» και το οποίο επίλυσε ένα θέμα,το οποίο προβλημάτιζε εδώ και δεκαετίες τους επιστήμονες.

Ποιοι συμμετείχαν

Στην έρευνα συμμετείχαν επιστήμονες του τομέα  διαστήματος από:

✅Το Πανεπιστήμιο του Λέστερ.

✅Την Ιαπωνική Διαστημική Υπηρεσία (JAXA).

✅Το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης.

 ✅Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Γκόνταρντ της NASA.

 ✅Το Εθνικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Πληροφοριών και Επικοινωνιών (NICT).

Παρατηρήσεις

από τη Χαβάη

Οι αστρονόμοι  χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Παρατηρητήριο Κεκ στη Χαβάη δημιούργησαν τον πιο λεπτομερή, αλλά και παγκόσμιο χάρτη της ανώτερης ατμόσφαιρας του γίγαντα φυσικού αερίου, επιβεβαιώνοντας για πρώτη φορά ότι οι ισχυροί στρόβιλοι  του Δία είναι υπεύθυνοι για την παροχή της θέρμανσης σε ολόκληρο τον πλανήτη.

Κύριος συγγραφέας της ερευνητικής εργασίας είναι ο ερευνητής  της JAXA, Δρ. Τζέιμς Ο’ Ντονόγκου, ο  οποίος ολοκλήρωσε τις διδακτορικές σπουδές του στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ.

Παγκόσμιος χάρτης

θερμότητας του Δία

«Αρχίσαμε να προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ένα παγκόσμιο χάρτη θερμότητας της ανώτερης ατμόσφαιρας του Δία στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ. Το σήμα δεν ήταν αρκετά φωτεινό για να αποκαλύψει οτιδήποτε έξω από τις πολικές περιοχές του Δία εκείνη την εποχή, αλλά με τα διδάγματα από αυτήν την εργασία καταφέραμε να εξασφαλίσουμε χρόνο (μερικά χρόνια αργότερα)  σε ένα από τα μεγαλύτερα-  πιο ανταγωνιστικά τηλεσκόπια στη Γη», αφηγήθηκε ο Δρ. Ο’ Ντονόγκου.

Έρευνα από τηλεσκόπιο

στη Χαβάη

«Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Κεκ της Χαβάης δημιουργήσαμε τους χάρτες εξαιρετικής λεπτομέρειας για τη θερμοκρασία. Διαπιστώσαμε ότι οι θερμοκρασίες ξεκινούν πολύ υψηλά μέσα στο κάθε σέλας, όπως αναμενόταν από προηγούμενες εργασίες, αλλά τώρα  μπορούσαμε να παρατηρήσουμε ότι το όλο πράγμα θερμαίνει η αύρα του Δία  παρά το γεγονός  το ότι καταλαμβάνει λιγότερο από το 10% της επιφάνειας του πλανήτη.

Αυτή η έρευνα ξεκίνησε στο Λέστερ. Συνεχίστηκε στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης και στη NASA πριν τελειώσει στην Ιαπωνική Διαστημική Υπηρεσία στην Ιαπωνία. Συνεργάτες από κάθε ήπειρο που συνεργάστηκαν έκαναν επιτυχημένη αυτή τη μελέτη σε συνδυασμό με δεδομένα από το διαστημόπλοιο «Τζούνο» της NASA, που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Δία και το διαστημόπλοιο Χισάκι της JAXA, ένα άλλο παρατηρητήριο στο διάστημα», σημείωσε ο ίδιος.

Δήλωση

ετέρου ερευνητή

Οι κ.κ. Δρ.Τομ Στάρλαντ (αναπληρωτής καθηγητής) και Χένρικ Μελίν αποτελούν αμφότεροι επιστήμονες της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Λέστερ, οι οποίοι συμμετείχαν στην ίδια έρευνα.

«Υπήρχε ένα πολύ παλαιό παζλ στη λεπτή ατμόσφαιρα στην κορυφή  του γιγαντιαίου πλανήτη στο ηλιακό σύστημά μας. Με κάθε διαστημική αποστολή του Δία, μαζί με επίγειες παρατηρήσεις κατά τα τελευταία 50 χρόνια έχουμε μετρήσει σταθερά τις θερμοκρασίες του ισημερινού ως πολύ ζεστές.

Αυτή η «ενεργειακή κρίση» αποτελούσε ένα μακροχρόνιο ζήτημα.

Τα μοντέλα αποτυγχάνουν να μορφοποιήσουν σωστά το πώς ρέει η θερμότητα από το κάθε σέλας ή αν υπάρχει κάποια άλλη άγνωστη πηγή θερμότητας κοντά στον ισημερινό. Αυτό το άρθρο περιγράφει  το πώς χαρτογραφήσαμε αυτήν την περιοχή με πρωτοφανή λεπτομέρεια», πρόσθεσε ο αναπληρωτής καθηγητής Δρ. Στάρλαντ.

Τι συμβαίνει με το σέλας

Το κάθε σέλας εμφανίζεται,όταν τα φορτισμένα σωματίδια «παγιδεύονται» στο μαγνητικό πεδίο ενός πλανήτη. Αυτά τα σπιράλ κατά το μήκος των γραμμών του πεδίου προς τους μαγνητικούς πόλους του πλανήτη «χτυπούν» τα  άτομα μαζί με μόρια στην ατμόσφαιρα, για να απελευθερώσουν το φως και  την ενέργεια.

Αυτό ακριβώς συμβαίνει και στη Γη, όπου «οδηγεί»  στο χαρακτηριστικό φως που σχηματίζει το Βόρειο Σέλας και τo Νότιο Σέλας . Το υλικό που εκτοξεύεται από το ηφαιστειακό φεγγάρι , την Ιώ, «οδηγεί»  το Δία  να εκπέμψει στην πιο ισχυρή αύρα του Ηλιακού Συστήματος και να προκαλέσει  μια  τεράστια θέρμανση στις πολικές περιοχές του πλανήτη.

Χάρτης

υψηλότερης ανάλυσης

Οι προηγούμενοι χάρτες της ανώτερης ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας του Δία σχηματίστηκαν με εικόνες  του Δία, οι οποίες  αποτελούνταν μόνον από πολλά εικονοστοιχεία. Αυτές, όμως,  δεν ήταν αρκετές  ως  προς την  ανάλυση για να δουν οι επιστήμονες το πώς μπορεί να αλλάξει η θερμοκρασία σε ολόκληρο τον πλανήτη, ενώ παρείχαν μόνο λίγες ενδείξεις για την προέλευση της επιπλέον θερμότητας.

Οι ερευνητές δημιούργησαν πέντε χάρτες της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας σε διαφορετικές χωρικές αναλύσεις με το χάρτη υψηλότερης ανάλυσης να δείχνει μία μέση μέτρηση της θερμοκρασίας για τετράγωνα δύο μοιρών στο γεωγραφικό μήκος «στα ψηλά» και άλλες δύο στο γεωγραφικό πλάτος.

Τα ευρήματα

Η ερευνητική ομάδα αναζήτησε περισσότερα από 10.000 σημεία δεδομένων και μόνο σημεία χαρτογράφησης με αβεβαιότητα μικρότερη του 5 %.

Τα μοντέλα για τις ατμόσφαιρες των γιγάντων πλανητών αερίου υποδηλώνουν ότι λειτουργούν σαν ένα γιγάντιο ψυγείο, με τη θερμική ενέργεια να «αντλείται» από τον ισημερινό προς τον πόλο και να εναποτίθεται στην κατώτερη ατμόσφαιρα στις περιοχές των πόλων.

Αυτά τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι κάθε ταχέως μεταβαλλόμενο σέλας δύναται να προκαλέσει κύματα ενέργειας ενάντια σε αυτή την πολική ροή, επιτρέποντας στη θερμότητα να φτάσει στον ισημερινό.

Το περιορισμένο κύμα θερμότητας

Ακόμη, οι  παρατηρήσεις έδειξαν μια περιοχή της εντοπισμένης θέρμανσης που θα μπορούσε να ερμηνευθεί ως ένα περιορισμένο κύμα θερμότητας, το οποίο  διαδίδεται προς τον ισημερινό. Αυτό θα μπορούσε να ερμηνευθεί και ως μία  απόδειξη της διαδικασίας που «οδηγεί» τη μεταφορά της θερμότητας.

Η πλανητική έρευνα

στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ 

Η πλανητική έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Λέστερ εκτείνεται στο εύρος του συστήματος του Δία από τη μαγνητόσφαιρα και την ατμόσφαιρα του πλανήτη μέχρι και τη διαφορετική συλλογή των δορυφόρων.

Οι ερευνητές του  Πανεπιστήμιου του Λέστερ είναι μέλη της αποστολής  «Τζούνο» που αποτελείται από μια παγκόσμια ομάδα αστρονόμων, η οποία παρατηρεί  τον γιγάντιο πλανήτη.

Το Πανεπιστήμιο του Λέστερ θα διαδραματίσει πρωταγωνιστικό ρόλο και στη διαστημική αποστολή με τίτλο « Εξερεύνηση παγωμένων φεγγαριών του Δία» (JUICE) του Ευρωπαϊκού  Οργανισμού  Διαστήματος (ESA), που έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί τον Απρίλιο του 2023 και θα φτάσει τον Ιούλιο του 2031 στον Δία.

©Typologos.com 2022