'สายฟ้าตื้น' และ 'Mushballs' เปิดเผยแอมโมเนียให้กับนักวิทยาศาสตร์จูโนของ NASA
ผลลัพธ์ใหม่จากภารกิจจูโนของ NASA ที่ดาวพฤหัสบดีชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเราเป็นที่ตั้งของสิ่งที่เรียกว่า "ฟ้าผ่าตื้น" รูปแบบการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ไม่คาดคิดฟ้าผ่าตื้นเกิดจากเมฆที่มีสารละลายแอมโมเนียในน้ำในขณะที่ฟ้าผ่าบนโลกเกิดจากเมฆน้ำ
การค้นพบใหม่อื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงซึ่งเป็นที่รู้กันว่ายักษ์ก๊าซอาจก่อตัวเป็นก้อนหินลูกเห็บที่อุดมด้วยแอมโมเนียที่เฉอะแฉะทีมวิทยาศาสตร์ของจูโนเรียกว่า "มู่บอล" พวกเขาตั้งทฤษฎีว่าเมอร์บอลลักพาตัวแอมโมเนียและน้ำในบรรยากาศชั้นบนและพาพวกมันไปสู่ส่วนลึกของชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
การค้นพบสายฟ้าตื้นจะตีพิมพ์ในวันพฤหัสบดีที่ 6 สิงหาคมในวารสาร Nature ในขณะที่งานวิจัยของมู่บอลมีให้บริการทางออนไลน์ใน Journal of Geophysical Research: Planets
นับตั้งแต่ภารกิจยานโวเอเจอร์ของนาซ่าได้เห็นแสงฟ้าแลบของ Jovian เป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2522 จึงมีความคิดว่าฟ้าผ่าของดาวเคราะห์คล้ายกับโลกเกิดขึ้นเฉพาะในพายุฝนฟ้าคะนองที่มีน้ำอยู่ในทุกขั้นตอน - น้ำแข็งของเหลวและก๊าซ ที่ดาวพฤหัสบดีจะทำให้เกิดพายุประมาณ 28 ถึง 40 ไมล์ (45 ถึง 65 กิโลเมตร) ใต้กลุ่มเมฆที่มองเห็นได้โดยมีอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียสอุณหภูมิที่น้ำแข็งตัว) ยานโวเอเจอร์และภารกิจอื่น ๆ ทั้งหมดของยักษ์ก๊าซก่อนจูโนเห็นฟ้าแลบเป็นจุดสว่างบนยอดเมฆของดาวพฤหัสบดีซึ่งบ่งบอกว่าแสงวาบเกิดขึ้นในเมฆน้ำลึก แต่แสงฟ้าแลบที่สังเกตได้จากด้านมืดของดาวพฤหัสบดีโดยหน่วยอ้างอิงดาวฤกษ์ของจูโนบอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างออกไป
"การบินใกล้ยอดเมฆของจูโนทำให้เราได้เห็นสิ่งที่น่าประหลาดใจนั่นคือแสงกะพริบที่เล็กกว่าและตื้นกว่าซึ่งเกิดขึ้นที่ระดับความสูงในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีที่สูงกว่าที่เคยสันนิษฐานไว้" Heidi Becker หัวหน้าฝ่ายสืบสวนการตรวจสอบรังสีของ Juno จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในภาคใต้กล่าว แคลิฟอร์เนียและผู้เขียนนำของ Nature paper
เบ็คเกอร์และทีมงานของเธอแนะนำว่าพายุฝนฟ้าคะนองอันทรงพลังของดาวพฤหัสบดีเหวี่ยงผลึกน้ำแข็งน้ำขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ซึ่งอยู่เหนือเมฆน้ำของดาวพฤหัสบดีเป็นระยะทางกว่า 25 กิโลเมตรซึ่งพวกเขาพบไอแอมโมเนียในชั้นบรรยากาศที่ละลายน้ำแข็งกลายเป็นน้ำแอมโมเนียใหม่ สารละลาย. ที่ระดับความสูงที่สูงเช่นนี้อุณหภูมิต่ำกว่า 126 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 88 องศาเซลเซียส) ซึ่งเย็นเกินไปสำหรับน้ำที่เป็นของเหลวบริสุทธิ์
"ที่ระดับความสูงเหล่านี้แอมโมเนียจะทำหน้าที่เหมือนสารป้องกันการแข็งตัวลดจุดหลอมเหลวของน้ำแข็งในน้ำและทำให้เกิดเมฆที่มีของเหลวแอมโมเนียเป็นน้ำ" เบ็กเกอร์กล่าว "ในสถานะใหม่นี้หยดน้ำแอมโมเนียที่ตกลงมาสามารถชนกับผลึกน้ำแข็งในน้ำและทำให้เมฆเป็นไฟฟ้านี่เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมากเนื่องจากเมฆแอมโมเนีย - น้ำไม่มีอยู่บนโลก"
ปัจจัยฟ้าผ่าตื้น ๆ กลายเป็นปริศนาอื่นเกี่ยวกับการทำงานภายในของชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี: เครื่องมือไมโครเวฟ Radiometer ของ Juno ค้นพบว่าแอมโมเนียหมดลงซึ่งกล่าวได้ว่าขาดหายไปจากชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของดาวพฤหัสบดี สิ่งที่น่างงงวยยิ่งกว่านั้นคือปริมาณแอมโมเนียเปลี่ยนแปลงไปเมื่อสิ่งหนึ่งเคลื่อนที่ภายในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
"ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่ามีแอมโมเนียที่หายไปในกระเป๋าเล็ก ๆ แต่ไม่มีใครรู้ว่ากระเป๋าเหล่านี้ไปได้ลึกแค่ไหนหรือว่ามันครอบคลุมดาวพฤหัสบดีส่วนใหญ่" สก็อตต์โบลตันนักวิจัยหลักของ Juno จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในซานอันโตนิโอกล่าว "เราพยายามอย่างหนักที่จะอธิบายการลดลงของแอมโมเนียด้วยน้ำฝนแอมโมเนียเพียงอย่างเดียว แต่ฝนไม่สามารถลงลึกพอที่จะตรงกับข้อสังเกตได้ฉันตระหนักว่าของแข็งเช่นลูกเห็บอาจอยู่ลึกลงไปและรับแอมโมเนียมากขึ้นเมื่อไฮดี้ ค้นพบสายฟ้าตื้นเราตระหนักว่าเรามีหลักฐานว่าแอมโมเนียผสมกับน้ำในชั้นบรรยากาศสูงดังนั้นสายฟ้าจึงเป็นปริศนาชิ้นสำคัญ "
Jovian Mushballs
กระดาษชิ้นที่สองซึ่งเผยแพร่เมื่อวานนี้ใน Journal of Geophysical Research: Planets วาดภาพการชงแบบแปลก ๆ ของน้ำ 2/3 และก๊าซแอมโมเนีย 1/3 ที่กลายเป็นเมล็ดพันธุ์สำหรับลูกเห็บ Jovian หรือที่เรียกว่าข้าวต้มบอล ประกอบด้วยชั้นของโคลนแอมโมเนียน้ำและน้ำแข็งที่ปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็งที่หนาขึ้นและมีก้อนน้ำแข็งที่สร้างขึ้นในลักษณะที่คล้ายกันกับลูกเห็บอยู่บนโลก - โดยการขยายตัวใหญ่ขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ขึ้นและลงผ่านชั้นบรรยากาศ
"ในที่สุดข้าวต้มก็มีขนาดใหญ่มากแม้แต่ updrafts ก็ไม่สามารถกักเก็บมันไว้ได้และพวกมันก็ตกลงไปในชั้นบรรยากาศลึกขึ้นเมื่อเจอกับอุณหภูมิที่อุ่นขึ้นซึ่งในที่สุดพวกมันก็ระเหยไปหมด" Tristan Guillot ผู้ร่วมวิจัยของ Juno จากUniversitéกล่าว โกตดาซูร์ในเมืองนีซประเทศฝรั่งเศสและเป็นผู้เขียนบทความเรื่องที่สอง "การกระทำของพวกมันลากแอมโมเนียและน้ำลงไปสู่ระดับลึกในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นั่นอธิบายได้ว่าทำไมเราจึงไม่เห็นมันมากนักในสถานที่เหล่านี้ด้วยเครื่องวัดไมโครเวฟไมโครเวฟของ Juno"
"การรวมสองผลลัพธ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการไขปริศนาของแอมโมเนียที่หายไปของดาวพฤหัสบดี" โบลตันกล่าว "ตามที่ปรากฎออกมาแอมโมเนียไม่ได้หายไปจริงๆมันถูกขนส่งลงมาในขณะที่ปลอมตัวโดยปิดบังตัวเองด้วยการผสมกับน้ำวิธีแก้ปัญหานั้นง่ายและสง่างามด้วยทฤษฎีนี้: เมื่อน้ำและแอมโมเนียอยู่ใน สถานะของเหลวพวกมันจะมองไม่เห็นสำหรับเราจนกว่าจะถึงระดับความลึกที่มันระเหย - และนั่นก็ค่อนข้างลึก "
การทำความเข้าใจอุตุนิยมวิทยาของดาวพฤหัสบดีช่วยให้เราสามารถพัฒนาทฤษฎีพลวัตของบรรยากาศสำหรับดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะของเรารวมถึงดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบนอกระบบสุริยะของเรา การเปรียบเทียบว่าพายุรุนแรงและฟิสิกส์ในชั้นบรรยากาศทำงานอย่างไรในระบบสุริยะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์สามารถทดสอบทฤษฎีภายใต้สภาวะต่างๆได้
เพิ่มเติมเกี่ยวกับภารกิจ
พลังงานแสงอาทิตย์ขับเคลื่อนดาวพฤหัสบดีสำรวจเปิดตัวเก้าปีที่ผ่านมาวันนี้เมื่อวันที่ 5 สิงหาคม 2011 และเมื่อเดือนที่แล้วทำเครื่องหมายครบรอบปีที่สี่ของการมาถึงของดาวพฤหัสบดี นับตั้งแต่เข้าสู่วงโคจรของยักษ์ก๊าซ Juno ได้ทำการบินวิทยาศาสตร์ 27 ชนิดและเข้าสู่ระบบมากกว่า 300 ล้านไมล์ (483 ล้านกิโลเมตร)
JPL ซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของคาลเทคในพาซาดีนาแคลิฟอร์เนียจัดการภารกิจจูโนให้กับสก็อตโบลตันนักวิจัยหลักของสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในซานอันโตนิโอ Juno เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ New Frontiers ของ NASA ซึ่งได้รับการจัดการที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลของ NASA ในเมือง Huntsville รัฐ Alabama สำหรับหน่วยงาน Science Mission Directorate ในวอชิงตัน Lockheed Martin Space ในเดนเวอร์สร้างและใช้งานยานอวกาศ
สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Juno ได้ที่:
https://www.missionjuno.swri.edu
ติดตามภารกิจบน Facebook และ Twitter ได้ที่:
https://www.facebook.com/NASAJuno
https://www.twitter.com/NASAJuno
0 ความคิดเห็น