هوای مشتری همیشه توفانی است

شاید فکر می‌کنید این روزها آب و هوا در زمین خیلی خوب و مناسب نباشد! شاید تا حدی این تصور درست باشد اما یادتان باشد این بدی در مقایسه با وضعیت آب و هوایی حاکم بر گوشه و کنار منظومه شمسی، در نقاطی که یک توفان عظیم بیش از 400 سال است که می‌وزد یا بادی که سرعت آن به 3200 کیلومتر بر ساعت می‌رسد و همچنین سیاره‌ای که دمای سطح آن 460 درجه سانتیگراد است عملا هیچ است!

کد خبر: ۳۸۱۴۷۴

هیچ کس توفان کاترینا را از یاد نمی‌برد. این توفان، لوییزیانا را در 29 آگوست 2005 زیر و رو کرد و بیش از 1800 نفر در جریان آن کشته شدند و البته خسارت نجومی 80 میلیارد دلاری نیز بر جای گذاشت. با همه عظمتی که این توفان داشت اما باز هم در برابر بسیاری از توفان‌های همیشه جاری در سایر اجرام منظومه شمسی قطره‌ای در برابر اقیانوس بود. به عنوان مثال در مشتری توفانی در حال وزش است که بزرگی آن در حدود 3 برابر اندازه زمین یا به عبارتی 60 برابر توفان کاتریناست، البته این نکته را نیز از یاد نبرید که این توفان بیش از 400 سال است که در حال وزش است!

در نپتون سرعت برخی توفان‌ها به 3200 کیلومتر بر ساعت نیز می‌رسد. این سرعت تقریبا 10 برابر سرعت تاریک‌ترین بخش‌های امواج توفان کاتریناست. اما این تازه آغاز یک ماجرای هیجان‌انگیز و مملو از آمار و ارقام خیره‌کننده است. در مشتری رعد و برق‌هایی روی می‌دهد که قدرت الکتریسیته تولید شده در آنها تا یکهزار بار قدرتمندتر از مشابه همین وضعیت در زمین است. گذشته از این پدیده‌های آب و هوایی در منظومه شمسی دیده می‌شوند که حتی نمی‌توان وجود آنها را در ذهن متصور شد. به عنوان مثال در مریخ توفان‌های شنی در حال وزش است که می‌توانند تمام زمین را مدفون کنند. در تیتان، از اقمار زحل، باران متان در حال بارش است. در همسایگی زمین یعنی ونوس پوشش مه آلودی از اسید سولفوریک تمام سطوح را در بر گرفته است. نگاهی به این اوضاع پیچیده جوی بخوبی گویای آن است که اوضاع نامساعد آب و هوایی که گاهی زمین را تحت تأثیر قرار می‌دهد چیز چندان جدی نیست.

ماه، سردترین عضو منظومه شمسی

اگر قرار باشد به یکی از اجرام منظومه شمسی سفر کنید و باز هم اگر قرار باشد به ماه بروید، یادتان باشد که به سردترین عضو منظومه شمسی سفر می‌کنید. البته شاید بسیاری فکر کنند زمانی که صحبت از سردترین اجرام بزرگ منظومه شمسی می‌شود، باید به پلوتون و نظایر آن که فاصله بسیار زیادی تا خورشید دارند، اشاره کرد. اما واقعیت این است که پایین‌ترین دمایی که تاکنون در منظومه شمسی اندازه‌گیری شده مربوط به ماه در نزدیکی زمین است. در سپتامبر 2009 دانشمندان ناسا با استفاده از مدارگرد شناسایی‌کننده ماه موسوم به LRO دست به اندازه‌گیری‌های دقیقی از دمای ماه زدند و متوجه شدند که دمای مناطق اطراف قطب جنوب ماه منهای 240 درجه سانتیگراد است. این یعنی 10 درجه سردتر از طرف روز پلوتون است که در سال 2006 اندازه‌گیری شده بود. این دمای بسیار پایین تنها 30 درجه بیشتر از صفر مطلقی است (273 درجه سانتیگراد) که بر اساس قوانین فیزیک امکان دارد وجود داشته باشد. دمایی که اکنون در ماه اندازه گیری شده است را با سردترین دمای زمین که به قطب جنوب مربوط می‌شود مقایسه کنید، منهای 90 درجه سانتیگراد. دانشمندان حفره‌هایی در ماه پیدا کرده‌اند که هیچ‌گاه نور و حرارت خورشید به آنها راه پیدا نمی‌کند. این حفره‌ها غالبا لبه‌های بسیار بلندی دارند که مانع رسیدن نور خورشید به درون آنها می‌شوند و با توجه به این‌که به قطب جنوب ماه نیز بسیار نزدیک هستند همواره دمایی بسیار پایین دارند. به رغم سرمای کشنده ماه بشر سال‌های طولانی است که به رفتن به این نقطه‌ از منظومه شمسی و اسکان دائم در آن فکر می‌کند. بدون شک استقرار دائمی در ماه به وجود یک باید حیاتی منوط می‌شود: آب. جدای از این‌که از آب برای نوشیدن و ادامه حیات استفاده می‌شود، دانشمندان به قابلیت جداسازی آن و تولید هیدروژن و اکسیژن مایع و استفاده در سوخت راکت فکر می‌کنند اما آیا واقعا در ماه آب وجود دارد؟ محاسبات قبلی دانشمندان نشان داده بود که احتمالا در حفره‌های همیشه تاریک و بسیار سرد ماه همواره یخ وجود دارد. البته اگر شانسی هم وجود داشته باشد این درصورتی است که دمای این یخ‌ها زیر منهای 220 درجه سانتیگراد باشد. البته 2 ماه پس از آن محاسبات ناسا در قالب مأموریتی موسوم به LCROSS اعلام کرد که درخصوص وجود یخ در ماه جای شکی وجود ندارد.

تیتان، مرطوب‌ترین عضو منظومه

منطقه توتوندو در کلمبیا به عنوان مرطوب‌ترین نقطه زمین شناخته شده است. در این نقطه از زمین متوسط بارش باران 2‌/‌1 متر در سال است. اما توتوندو تنها نقطه‌ای در منظومه شمسی نیست که برای حضور در آن استفاده از چتر یک باید است. بزرگ‌ترین قمر زحل یعنی تیتان دست کمی از یک دوش بسیار عظیم ندارد. با این حال اگر فکری به سرتان زد که در سطح تیتان شروع به پیاده روی کنید یادتان باشد که نباید در آنجا حتی یک سیگار روشن کنید، چون در تیتان همواره باران متان مایع می‌بارد و البته کاملا روشن است که متان نوعی هیدروکربن بسیار قابل اشتعال است و ناسا نیز براساس همین ویژگی منحصربه‌فرد تیتان است که به آن به عنوان منبع عظیم تأمین سوخت راکت در آینده نگاه می‌کند. از زمانی که فضاپیمای پایونیر 11 سال 1979 از نزدیکی تیتان عبور کرد، دانشمندان متوجه اتمسفر قطور و ابرآلود آن شده‌اند.

متان بخش مهمی از این اتمسفر محسوب می‌شود و به دلیل این‌که شرایط دمایی برای بارش این عنصر وجود دارد، می‌توان تصور کرد که در تیتان همواره باران متان در حال ریزش است. دانشمندان برای این‌که بر تردیدهای موجود در این زمینه خط قرمز بکشند، چاره‌ای ندیدند جز آغاز یک مأموریت اکتشافاتی به سوی تیتان. در ژانویه 2005 فضاپیمای هویگنس متعلق به آژانس فضانوردی اروپا سطح تیتان را لمس کرد. مشاهداتی که دانشمندان با استفاده از این فضاپیما داشتند آنها را به یاد مریخ می‌انداخت. در حقیقت چشم اندازهای تیتان شباهت‌های زیادی با مریخ دارند. صخره‌های در هم آمیخته با یخ آب در جایی که دما به منهای 180 درجه سانتیگراد می‌رسد و البته دنیایی از متان مایع. هویگنس در جریان نزدیک شدن به سطح تیتان تصاویر پانارومیکی حیرت انگیزی از مناطق مختلف آن تهیه کرد. این تصاویر نشان می‌دهند که نقاط مرتفع‌تر در مقایسه با نواحی پست‌تر در تاریکی بیشتری به سر می‌برند. بخش قابل توجهی از متانی که بر سطح تیتان می‌بارد در آن فرو می‌رود با این حال در بخش‌هایی از این قمر دریاچه‌هایی مملو از متان نیز دیده می‌شود. تصاویری که به وسیله فضاپیمای کاسینی به دست آمده است، نشان می‌دهد در سطح تیتان بجز دریاچه‌های مملو از متان، رودخانه و بسترهای مملو از متان نیز جاری هستند. البته سرنوشتی که در انتظار متان موجود در این دریاچه‌ها وجود دارد، مشابه همان فرآیندی است که در زمین و در اقیانوس‌ها دیده می‌شود: متان بتدریج تبخیر شده و راه ابرهای مملو از متان می‌شود تا باز هم در قالب قطرات ریز بر سطح تیتان ببارد. این چرخه همواره در این قمر وجود دارد.

اورانوس؛ اینجا همه چیز آرام است

اورانوس سیاره بزرگی در منظومه شمسی محسوب می‌شود و از این رو ممکن است بسیاری فکر کنند این سیاره مجموعه متنوعی از اوضاع سخت و پیچیده جوی است اما باید گفت اورانوس یک جزیره ساکت و بی‌سر و صدا در اقیانوس منظومه شمسی محسوب می‌شود. اورانوس را به دنیایی بزرگ و آمیخته به آبی و سبز رنگ پریده تشبیه می‌کنند که بر خلاف بسیاری از اعضای منظومه شمسی مشخصه خاصی در سطح آن دیده نمی‌شود. در حقیقت برخلاف سیارات و اقماری نظیر مشتری، مریخ، زحل و تیتان، در اورانوس نه خبری از وزش توفانهای بسیار شدید است و نه گرداب‌های عظیم. اورانوس یک غول بزرگ گازی است که به عقیده دانشمندان در گذشته‌های دور دچار اختلالاتی شده است. این اختلالات ریشه در تغییراتی دارد که در سیستم درون گرمایی این سیاره ایجاد شده است. مطالعات دانشمندان نشان می‌دهد در سیارات گازی یک سیستم درون گرمایی وجود دارد که بسیاری از سیستم‌های آب و هوایی آنها از این سیستم درون گرمایی تأثیر می‌پذیرد اما درخصوص اورانوس به نظر می‌رسد اختلالاتی در این سیستم روی داده است. اورانوس برای دانشمندان چندان جذاب نبوده است. حداقل می‌توان گفت تا زمانی که سیارات و اقماری نظیر مشتری، مریخ، تیتان و زحل وجود دارند شاید به این زودی‌ها نوبت به بررسی موشکافانه‌تر اورانوس نرسد. در کل می‌توان گفت در اورانوس همه چیز آرام است.

مشتری و توفانی که قرن‌هاست در حال وزش است

توفان سخت‌ترین و شدیدترین فرم آب وهوایی است و البته تنها در زمین نیز نمی‌وزد. لکه عظیم قرمز رنگ مشتری که به عنوان سمبل این سیاره شناخته می‌شود در حقیقت یک توفان بسیار بزرگ است که در نیمکره جنوبی مشتری در حال وزش است. وسعت این توفان حدود سه برابر زمین است و تقریبا از زمانی که بشر موفق شد با استفاده از تلسکوپ این سیاره را تماشا کند در حال وزش بوده است. از این‌رو می‌توان گفت عمر حداقل 400 سال است و از شواهد امر نیز اینگونه پیداست که قرار نیست به این زودی‌ها فروکش کند. نکته جالب توجهی که در خصوص توفان‌های مشتری و تفاوت آنها با نمونه‌های زمین دیده می‌شود در این است که توفان‌های نیمکره جنوبی زمین به صورت ساعتگرد در حال وزش هستند اما در مشتری این توفان‌ها در جهت پادساعت گرد در حال وزش هستند. این تفاوت به خاطر این است که توفان‌های زمین سیستم‌های فشار پایین بوده حال آن‌که توفان‌های مشتری از نوع سیستم‌های فشار بالا هستند. سرعت چرخش مشتری به دور خود دو برابر زمین است که این نکته در تشدید توفان در لکه عظیم قرمز رنگ این سیاره غول پیکر تأثیر زیادی دارد. فاکتور دیگری که در شکل‌گیری و تداوم توفان‌های شدید در مشتری مؤثر است نبود توده‌های بزرگ خاکی است. مشتری یک غول بزرگ گازی است که در آن اثری از توده‌های سفت و سخت خاکی نیست. به این ترتیب شرایط برای ادامه وزش توفان‌های بسیار سخت و شدید همواره ادامه دارد. اما نکته‌ای که دانشمندان هنوز دانش کافی نسبت به آن پیدا نکرده‌اند این است که چرا این لکه عظیم، قرمز رنگ است؟ برخی بر این باورند که ترکیبات فسفری نقش زیادی در رنگ این لکه دارند با این حال هنوز هیچ چیز در این خصوص ثابت نشده است. در برخی سیارات دیگرمنظومه شمسی نظیر نپتون و زحل نیز نمونه‌هایی از این نوع توفان‌های بسیار قوی دیده شده است که برخی از آنها تا 3200 کیلومتر بر ساعت سرعت دارند. البته باید قبول کرد که هیچ توفانی بدون رعد و برق کامل نمی‌شود! دانشمندان با تکیه بر نتایج به دست آمده از کاوشگرهای وویجر و گالیله متوجه تخلیه بارهای الکتریکی در مشتری شده‌اند که این خود نشان روشنی از رعد وبرق در این سیاره غول پیکر دارد. البته آنها مشابه این وضعیت را در سیارات دیگری نظیر اورانوس، زحل و ونوس نیز دیده‌اند. به همین دلیل می‌توان گفت که رعد و برق در منظومه شمسی یک پدیده تقریبا عادی است. عقیده براین است که مکانیسم نهفته در شکل‌گیری رعد و برق در مشتری مشابه همان مکانیسمی است که در دل ابرهای زمین وجود دارد اما با یک تفاوت بزرگ، قدرت رعد و برق. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند رعد و برق‌هایی که در میان ابرهای زمین روی می‌دهد می‌توانند دمایی تولید کنند که تا 6 برابر سطح خورشید حرارت دارد. این حرارت خیره‌کننده ناشی از یک میلیارد ولت الکتریسیته‌ای است که در این میان تولید می‌شود. اما درخصوص مشتری قضیه فرق می‌کند. رعد و برق‌هایی که در این سیاره روی می‌دهند تا یکهزار بار قوی‌تر از نمونه‌های زمینی هستند.

داغ مثل ونوس

در سراسر منظومه شمسی هیچ نقطه‌ای همچون ونوس داغ و پر حرارت نیست. اندازه‌گیری‌های مختلفی از سطح این سیاره به عمل آمده که نشان می‌دهند دمای برخی نقاط در سطح این سیاره تا 460 درجه سانتیگراد نیز می‌رسد، دمایی که برای ذوب کردن سرب کافی است. بسیاری فکر می‌کنند عطارد که نزدیک‌ترین فاصله را با خورشید در میان تمام سیارات منظومه شمسی دارد باید گرم‌ترین عضو این مجموعه نیز باشد اما حقیقت این است که ونوس گرچه فاصله بسیار زیادتری نسبت به عطارد تا خورشید دارد داغ ترین عضو خانواده منظومه شمسی است.

فاصله ونوس تا خورشید دو برابر فاصله عطارد تا این ستاره است اما چهار برابر کمتر از عطارد گرما و حرارت خورشید را دریافت می‌کند. اما ونوس یک برگ برنده دارد که عطارد از آن بی‌بهره است؛ اتمسفر. ونوس با استفاده از اتمسفر خود حجم قابل توجهی از گرمای خورشید را جذب می‌کند. در اتمسفر زمین دی اکسید کربن وجود دارد اما به مقدار بسیار کم به طوری‌که دانشمندان متوجه شده‌اند دی اکسید کربن اتمسفر زمین تنها 4/0 درصد کل آن را تشکیل می‌دهد با این حال همین میزان کم در افزایش یک درجه‌ای دمای زمین در یک قرن گذشته تأثیر زیادی داشته است. حالا سری به ونوس می‌زنیم. در اتمسفر زمین تا دلتان بخواهد دی اکسید کربن وجود دارد. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند حجم دی اکسید کربن اتمسفر ونوس 96 درصد کل ترکیبات تشکیل‌دهنده آن است. به همین دلیل چندان جای تعجب ندارد که سطح این سیاره تا این حد داغ باشد. گذشته از این نکته، اتمسفر ونوس در مقایسه با اتمسفر زمین بسیار غلیظ است به طوری که دانشمندان متوجه شده‌اند غلظت اتمسفر ونوس 93 برابر نمونه زمینی است. بجز دی اکسید کربن، اتمسفر ونوس از اسید سولفوریک نیز غنی است. بررسی‌هایی که از این سیاره به عمل آمده نشان می‌دهد ابرهای بزرگی از اسید سولفوریک بر فراز آسمان آن وجود دارند. در سال‌های گذشته شمار قابل توجهی از فضاپیماها و کاوشگرهای فضایی برای بررسی هر چه بهتر ونوس راهی این سیاره داغ شده‌اند اما دانشمندانی که هدایت این مأموریت‌ها را بر عهده داشته‌اند از همان ابتدا نیز می‌دانستند که طول عمر این سیستم‌های فضایی تنها چند دقیقه خواهد بود. با این حال رکورد جالب توجهی در این زمینه به ثبت رسیده است که به کاوشگر شماره 13 Soviet Verena مربوط می‌شود. این کاوشگر در اوج گرمای ونوس بیش از 2 ساعت به کار خود ادامه داد و پس از آن از کار افتاد. در خلال این مأموریت بود که نخستین تصاویر رنگی از ونوس راهی زمین شد.

نحوه جمع‌آوری اطلاعات در ونوس به وسیله این سیستم‌ها نیز در نوع خود جالب توجه است. دانشمندان آنها را طوری هدایت می‌کنند که پس از قرار گرفتن در مجاورت اتمسفر داغ ونوس با استفاده از چتر مخصوصی بتدریج به ارتفاعات پایین‌تر نفوذ کنند تا در همان زمان اندک باقی مانده تا پایان عمر خود بتوانند اطلاعاتی از این سیاره داغ روانه زمین کنند.