تذكر العاصفة الضخمة التي اندلعت في زحل في أواخر عام 2010؟ كانت واحدة من أكبر العواصف التي شوهدت على الإطلاق على هذا الكوكب الدائري ، وكانت مرئية حتى من الأرض في مقاريب بحجم الهواة. هذا هو أول اكتشاف للجليد المائي على كوكب زحل ، الذي لاحظته أجهزة الأشعة تحت الحمراء القريبة على مركبة كاسيني الفضائية.
قال كيفين باينز ، أحد مؤلفي الورقة البحثية الذي يعمل في جامعة ويسكونسن ماديسون ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا: "الاكتشاف الجديد من كاسيني يظهر أن زحل يمكنه تجريف المواد من أكثر من 100 ميل [160 كيلومترًا]". باسادينا ، كاليفورنيا. "إنه يوضح بمعنى حقيقي جدًا أن زحل الذي يبدو رزينًا يمكن أن يكون متفجرًا أو حتى أكثر من المشتري العاصف."
في حين أن أقمار زحل تحتوي على الكثير من الجليد المائي ، فإن زحل هو تقريبًا هيدروجين وهليوم ، ولكنه يحتوي على كميات ضئيلة من المواد الكيميائية الأخرى ، بما في ذلك الماء. عندما ننظر إلى كوكب زحل ، نرى في الواقع قمم السحابة العلوية لجو زحل ، والتي تتكون في الغالب من بلورات الأمونيا المجمدة.
تحت هذه الطبقة السحابية العلوية ، يعتقد الفلكيون أن هناك سطحًا سحابيًا منخفضًا مصنوعًا من هيدروسولفيد الأمونيوم والماء. اعتقد الفلكيون أن هناك ماء ، ولكن ليس كثيرًا ، وبالتأكيد ليس ثلجًا.
ولكن يبدو أن العاصفة في الفترة 2010-2011 قد عطلت الطبقات المختلفة ، مما أدى إلى ارتفاع بخار الماء من الطبقة السفلية التي تكثفت وتجمدت أثناء صعودها. وقال الباحثون إن بلورات ثلج الماء بدت على ما يبدو مغلفة بمواد أكثر تقلبًا مثل هيدروسلفات الأمونيوم والأمونيا مع انخفاض درجة الحرارة مع صعودها.
قال لورانس سومروفسكي ، من جامعة ويسكونسن ، الذي يقود فريق البحث: "كان يمكن أن ترتفع المياه فقط من الأسفل ، مدفوعة إلى الأعلى من خلال الحمل الحراري القوي الذي نشأ في أعماق الجو". "يتكثف بخار الماء ويتجمد مع ارتفاعه. ومن ثم يصبح مغلفًا بمواد أكثر تقلبًا مثل هيدروسلفات الأمونيوم والأمونيا مع انخفاض درجة الحرارة مع صعودها.
تظهر العواصف الكبيرة في نصف الكرة الأرضية الشمالي لزحل مرة واحدة كل 30 عامًا أو نحو ذلك ، أو مرة واحدة تقريبًا لكل سنة زحل. أول تلميح للعاصفة الأخيرة ظهر لأول مرة في بيانات من نظام كاسيني الفرعي لموجات الراديو والبلازما في 5 ديسمبر 2010. بعد ذلك بوقت قصير ، يمكن رؤيته في صور من علماء الفلك الهواة ومن النظام الفرعي لعلوم التصوير في كاسيني. وسرعان ما نمت العاصفة لتصل إلى أبعاد العاصفة ، محاصرة الكوكب عند خط عرض 30 درجة شمالًا على امتداد 300،000 كيلومتر (190،000 ميل) تقريبًا.
درس الباحثون ديناميكيات هذه العاصفة ، وأدركوا أنها عملت مثل العواصف الحملية الأصغر بكثير على الأرض ، حيث يتم دفع بخار الهواء والماء عالياً في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى السحب الشاهقة المتصاعدة لعاصفة رعدية. ومع ذلك ، كانت السحب الشاهقة في عواصف زحل من هذا النوع أطول من 10 إلى 20 مرة وتغطي مساحة أكبر بكثير. كما أنها أكثر عنفًا بكثير من عاصفة الأرض ، حيث تتوقع النماذج رياحًا رأسية تزيد عن 300 ميل في الساعة (500 كيلومتر في الساعة) لهذه العواصف العملاقة النادرة.
وقال الفريق إن قدرة العاصفة على تحريك ثلج الماء من أعماق كبيرة دليل على القوة التفجيرية للعاصفة.
سيتم نشر بحثهم في طبعة 9 سبتمبر من مجلة إيكاروس.
المصادر: جامعة ويسكونسن ماديسون ، مختبر الدفع النفاث
