آیا روی سیاره مشتری آب وجود دارد؟

مشتری دنیایی خاص است. این سیاره بزرگترین سیاره در منظومه‌ی شمسی است و احتمالا نخستین جرمی بوده‌ که از عناصر باقیمانده‌ی خورشیدی تشکیل شده‌است، بنابراین تعجبی ندارد که پژوهشگران زمانی بر این باور بودند که مشتری دارای ترکیبی مشابه با خورشید است. البته مطالعات چند دهه‌ی اخیر، مشتری را سیاره‌ی پیچیده‌تری را نشان داده‌است. موضوع وجود آب در مشتری بر اساس طوفان مشهور مشتری یا همان لکه بزرگ قرمز در مطالعه‌ی گوردن بوراکر، متخصص فیزیک نجومی در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا مطرح شده‌است. بوراکر گفت:

قمرهایی که در اطراف مشتری در گردش‌اند، اغلب یخی از جنس آب هستند یعنی کل همسایگان دارای مقادیر زیادی آب هستند، پس چرا خود سیاره آب نداشته‌باشد؟

بوراکر و همکارانش با استفاده از دو تلسکوپ خاص در هاوایی، داده‌های تابشی را جمع‌آوری کردند: یکی، تلسکوپ مادون قرمز ناسا و دیگری حساس‌ترین تلسکوپ مادون قرمز روی زمین در رصدخانه‌ی کک. برای تکمیل این مشاهدات، اعضای گروه داده‌های حاصل از فضاپیمای جونوی ناسا را که بیش از هر ماموریت دیگری در گذشته، می‌تواند وارد ابرهای مشتری شود، نیز مورد استفاده قرار دادند. فضاپیمای جونو هر ۵۳ روز یک بار دور مشتری می‌چرخد.

تصویری پر‌رنگ شده از لکه بزرگ قرمز مشتری که با استفاده از داده‌های تصویرگر جونوکم روی فضاپیمای جونو تهیه شده‌است

پژوهشگران با استفاده از ابزارهای زمینی، تابش‌های حرارتی ساطع‌شده از اعماق لکه بزرگ قرمز را مورد توجه قرار دادند. یافته‌های آن‌ها، تاییدکننده‌ی نشانه‌های شیمیایی وجود آب در بخش‌های بالایی ابرهای این مناطق آشفته‌ی عمیق بود. هم مدل‌های تئوریکی و هم مدل‌های کامپیوتری حمایت‌گر یافته‌ی آن‌ها، یعنی وجود آب فراوان روی مشتری بودند.

پژوهشگران فهمیدند که عمیق‌ترین لایه ابری دارای نشانه‌های وجود آب، درون لکه بزرگ قرمز در فشار ۵ باری یا ۵ برابر فشار اتمسفری موجود روی زمین قرار دارد، جایی که دما به نقطه‌ی انجماد یخ می‌رسد. در این اعماق به علت سطوح کربن مونوکسیدی که در مشتری تشخیص داده شده‌است، اکسیژن هم وجود دارد و از آن‌جایی که وجود هیدروژن فراوان هم در آن تایید شده‌است، پس می‌توان گفت مشتری دارای عناصر تشکیل‌دهنده‌ی آب است.

لکه بزرگ قرمز همچون وصله‌ای تیره‌رنگ در میان این تصویر مادون قرمز مشتری دیده‌می‌شود. علت این تاریکی، وجود ابرهای ضخیمی است که همچون سدی مقابل تابش حرارتی قرار گرفته‌اند. نوار زرد نشان‌دهنده‌ی بخشی از لکه بزرگ قرمز است که در آنالیز بوراکر مورد استفاده قرار گرفته‌است

اما برای پاسخ‌گویی به این سوال که چه مقدار آب در مشتری وجود دارد به مشاهدات بیشتری نیاز است. استیون لوین دانشمند پروژه‌ی جونو در کالیفرنیا می‌گوید:

اگر ما بفهمیم چقدر آب در کل سیاره وجود دارد، در مورد چگونگی تشکیل این سیاره عظیم چیزهای زیادی خواهیم دانست.

اگر مشاهدات آینده‌ی جونو تایید‌کننده‌ی وجود آب روی مشتری باشد و بتواند جزئیات آن را به تصویر بکشد، این دانش می‌تواند به تعیین این موضوع که آیا روی سیاره‌های گازی دیگر نیز آب وجود دارد یا نه، کمک کند. آمی سیمون یکی دیگر از کارشناسان ناسا در گودارد می‌گوید:

اگر این نتیجه‌گیری درست باشد، ما می‌توانیم این موضوع را در جاهای دورتری مثل زحل، اورانوس یا نپتون که در آن جا فضاپیمایی مانند جونو را نداریم، نیز به کار ببریم.

زومیت