H Ήρα βρήκε τον Δία

JunoJupiterΓια άλλη μια φορά ο καψερός ο Δίας δεν κατάφερε να ξεφύγει από την στενή παρακολούθηση της Ήρας [η οποία στη Ρώμη ήταν γνωστή ως Juno]! Από τις πρώτες πρωινές ώρες της Τρίτης, 5 Ιουλίου, (ώρα Ελλάδος) η ομώνυμη διαστημοσυσκευή τέθηκε σε ελλειπτική πολική τροχιά ελαττώνοντας σημαντικά την ταχύτητά της η οποία έφτανε τα 27 σχεδόν χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο! Η τροχιά αυτή έχει διάρκεια 53 ημερών ενώ η μικρότερη απόστασή του από τον μεγαλύτερο πλανήτη του Ηλιακού  μας Συστήματος φτάνει τα 4.300 χιλιόμετρα. Από τις 19 Οκτωβρίου, πάντως, η διάρκεια της τροχιάς της “Ήρας” θα περιοριστεί στις 14 ημέρες, ενώ μετά από 37 συνολικά τροχιές η “ζηλοτυπία” της να μάθει ακόμη περισσότερα θα την οδηγήσει σε μία καταστροφική βουτιά προς την εξωτερική επιφάνεια των νεφών του Δία όπου και θα καταστραφεί.

του Διονύση Π. Σιμόπουλου

επίτιμου διευθυντή Ευγενιδείου Πλανηταρίου

Στο μεταξύ, όμως, θα προσπαθήσει να απαντήσει όσο το δυνατόν πιο πολλά από τα ερωτηματικά που έχουμε για τον πολύχρωμο αέριο γίγαντα με την βοήθεια των εννέα πολυφασματικών οργάνων που διαθέτει. Για παράδειγμα μελετώντας την θερμική ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα βάθη της ατμόσφαιρας του Δία θα προσπαθήσει να ανακαλύψει τον τρόπο παραγωγής της καθώς και την προέλευση του γιγάντιου αυτού πλανήτη. Διάφορα άλλα όργανα θα μελετήσουν επισταμένως τα ρεύματα που επικρατούν στην επιφάνεια των νεφών του Δία, το βαρυτικό του πεδίο καθώς επίσης και την μαγνητόσφαιρά του.

Η Juno εκτοξεύτηκε από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ στις 5 Αυγούστου του 2011. Μέχρι να φτάσει στον Δία είχε διανύσει συνολικά 2,83 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, ενώ σήμερα τα ραδιοσήματα της διαστημοσυσκευής χρειάζονται 41 περίπου λεπτά για να φτάσουν από εκεί μέχρις εδώ. Στην πενταετία της διαδρομής της για τον Δία επέστρεψε και πάλι πίσω στη γειτονιά της Γης, στις 9 Οκτωβρίου 2013, η βαρυτική δύναμη της οποίας την “έσπρωξε” για να αυξήσει έτσι την ταχύτητά της. Καθώς προσπερνούσε τη Γη εκείνη την περίοδο κατέγραψε τον πλανήτη μας και τον δορυφόρο του σ’ ένα χορευτικό ντουέτο για το οποίο ο Βαγγέλης Παπαθανασίου έγραψε ένα από τα πιο όμορφα μουσικά του κομμάτια, ενώ δύο χρόνια πριν από την εκτόξευση του «Juno» είχε οργανώσει στο Βόλο, με δικά του έξοδα, μια διημερίδα των πρωτεργατών της αποστολής για το οποίο είχε δημιουργήσει ένα ακόμη μουσικό κομμάτι.

Από τις προηγούμενες αποστολές στον Δία έχουμε ήδη μάθει αρκετά γι’ αυτόν. Ο μανδύας του Δία, για παράδειγμα, με τις πανέμορφες πολύχρωμες ζώνες των νεφών του μαγεύει πραγματικά τα μάτια του παρατηρητή.  Οι ζώνες αυτές κινούνται με διαφορετική ταχύτητα η μία από την άλλη και σχηματίζονται από αργά κινούμενα αέρια, ενώ οι άνεμοι που περνούν μέσα από τις ζώνες δημιουργούν μια σειρά μικρών καταιγίδων με λευκό χρωματισμό ανάμεσα στη θάλασσα των πολύχρωμων νεφών. Έχουν επίσης παρατηρηθεί άνεμοι που κινούνται με ταχύτητες οι οποίες φτάνουν τα 700 χιλιόμετρα την ώρα, ανεξάρτητα από το βάθος και σε ζώνες με αντίθετες μεταξύ τους κατευθύνσεις. Παρόμοιοι άνεμοι παρατηρήθηκαν και στις κορυφές των νεφών του και είναι προφανές ότι δεν δημιουργούνται από την θερμότητα του Ήλιου ή από τη συγκέντρωση υδρατμών όπως συμβαίνει στην Γη, αλλά μάλλον από την θερμότητα που δραπετεύει από το εσωτερικό του Δία. Στο γύρω περιβάλλον τέλος επικρατούν χιονοθύελλες αμμωνίας, ενώ πιο κάτω παρατηρούνται βίαιες ηλεκτρικές εκκενώσεις.

Τα χρώματα τα οποία  παρατηρούνται οφείλονται στις χημικές αντιδράσεις διαφόρων απειροελάχιστων ποσοτήτων χημικών στοιχείων στην ατμόσφαιρα του Δία, και ιδιαίτερα χημικές ενώσεις που περιλαμβάνουν το θείο. Τα χρώματα των νεφών του σχετίζονται επίσης και με το ύψος. Έτσι τα χαμηλότερα σύννεφα έχουν γαλαζωπές αποχρώσεις, και ακολουθούν το καφέ και το άσπρο, ενώ στα ανώτερα στρώματα τα σύννεφα έχουν κοκκινωπές αποχρώσεις. Μέσα στην παχιά αυτή νέφωση οι διαστημοσυσκευές μας διέκριναν αστραπές, οι οποίες έχουν 3 έως 10 φορές μεγαλύτερη ένταση αυτών που συμβαίνουν στην Γη. Οι φωτεινές μάλιστα ζώνες της ατμόσφαιρας έχουν χαμηλότερες θερμοκρασίες και βρίσκονται σε ψηλότερα επίπεδα από τις σκοτεινές περιοχές.

Απ’ όλα όμως τα χαρακτηριστικά του Δία το πιο εμφανές είναι μια γιγάντια κόκκινη καταιγίδα που λυσσομανά στα κατώτερα στρώματα των νεφών του. Η γιγάντια αυτή Κόκκινη Κηλίδα ατενίζει το διάστημα σαν ένα αγριωπό κυκλώπειο μάτι και παρατηρείται ανελλιπώς εδώ και 400 περίπου χρόνια. Η κηλίδα αυτή είναι μια τρομαχτική ατμοσφαιρική καταιγίδα σε σχήμα οβάλ και μέγεθος λίγο μεγαλύτερο της Γης μας αν και πριν από μερικά χρόνια ήταν τρεις φορές το μέγεθος της Γης. Ρεύματα αέρος στην κορυφή ρέουν από τα ανατολικά προς τα δυτικά ενώ τα ρεύματα του αέρα στο βάθος κινούνται από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Η κηλίδα αυτή περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό της μια φορά κάθε 7 ημέρες, ενώ οι παρατηρήσεις που έγιναν μας δείχνουν ότι  πρόκειται για μια περιοχή υψηλών πιέσεων όπου τα ανώτερα σύννεφα βρίσκονται σημαντικά πιο ψηλά από ότι τα σύννεφα της γύρω περιοχής.

Είναι άλλωστε εμφανές ότι τα σύννεφα του Δία κατεβαίνουν σε στρώματα μέχρι βάθους 95 χιλιομέτρων. Στην ατμόσφαιρά του τα διάφορα χαρακτηριστικά έχουν διαφορετικά σχήματα και εμφανίζονται να κινούνται με σταθερή ταχύτητα. Τα εξωτερικά αυτά στρώματα της ατμόσφαιρας αποτελούνται από μοριακό υδρογόνο και ήλιο το οποίο είναι αέριο στα ανώτερα και υγρό στα κατώτερα επίπεδα, ενώ έχουν ανιχνευθεί επίσης και μικρές ποσότητες νερού, διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου και άλλων απλούστερων μορίων σε απειροελάχιστες ποσότητες.

Η ατμόσφαιρα του Δία είναι παρόμοια σχεδόν με εκείνη της αρχέγονης Γης, όταν στον πλανήτη μας άρχισε να δημιουργείται η ζωή.  Η ενέργεια των ηλεκτρικών εκκενώσεων μετατρέπει συνεχώς τα απλά συστατικά της ατμόσφαιρας του Δία στα οργανικά χημικά συστατικά που απαιτούνται για τη δημιουργία ζωής. Δυστυχώς όμως η ατμόσφαιρα του Δία είναι τρομερά ταραγμένη, και οι μορφές ζωής που ίσως να μπορούσαν να δημιουργηθούν θα βυθίζονταν γρήγορα σε περιοχές όπου η θερμότητα θα τις διέλυε.

Η θερμοκρασία στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του πλανήτη φτάνει τους 143 βαθμούς Κελσίου κάτω από το μηδέν. Σε τέτοιες θερμοκρασίες τα μόρια του υδρογόνου κινούνται με ταχύτητες που είναι κατώτερες από την ταχύτητα διαφυγής τους και έτσι το υδρογόνο δεν μπορεί να αποδράσει από τον πλανήτη με αποτέλεσμα η ατμόσφαιρα του να παραμένει η ίδια από την εποχή του σχηματισμού του. Το γεγονός αυτό δίνει ελπίδες στους επιστήμονες ότι η σύνθεση του Δια πρέπει να είναι παρόμοια με αυτή του Ήλιου και μπορεί έτσι να μας δώσει αρκετές πληροφορίες για τον σχηματισμό και την εξέλιξη των πλανητών. Υπάρχουν μάλιστα αρκετές ενδείξεις ότι τα νέφη αυτά σχηματίστηκαν έξω από την ατμόσφαιρά του.

Οι μελέτες των προηγούμενων διαστημοσυσκευών μάς απεκάλυψαν επίσης και κάποια κενά στα μεσαία εσωτερικά επίπεδα της ατμόσφαιρας του Δία όπου φάνηκαν νέφη κατώτερων ατμοσφαιρικών στρωμάτων με θερμοκρασίες 23 βαθμών Κελσίου κάτω από το μηδέν. Σήμερα πιστεύεται ότι 60 χιλιόμετρα κάτω από τις κορυφές των νεφών του Δία υπάρχουν περιοχές με θερμοκρασίες δωματίου αλλά σε ατμοσφαιρική πίεση 10 φορές μεγαλύτερη της Γης. Σ’ όλα αυτά προσθέστε και το γεγονός ότι ο Δίας εκπέμπει 2,5 φορές μεγαλύτερη ακτινοβολία από αυτήν που δέχεται από τον Ήλιο και η οποία προέρχεται μάλλον από την συστολή του πλανήτη. Η συστολή αυτή δημιουργεί θερμότητα στο εσωτερικό του προκαλώντας μια ροή υπέρυθρης ακτινοβολίας προς τα έξω που πρέπει να ήταν πιο έντονη όταν ο Δίας σχηματίζονταν και πιθανώς να είναι και η αιτία των περίπλοκων κινήσεων που παρατηρούμε στις κορυφές των νεφών.

Ένα άλλο πάλι είδος ακτινοβολίας προέρχεται από την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου του Δία με τα φορτισμένα σωματίδια που έρχονται από τον Ήλιο. Η ακτινοβολία αυτή μοιάζει με ραδιοκύματα που εκπέμπονται κατά την κίνηση ηλεκτρονίων με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός μέσα στο μαγνητικό πεδίο, ενώ η διαστημοσυσκευή «Γαλιλαίος» ανακάλυψε και μια νέα ζώνη ακτινοβολίας μεταξύ του λεπτού δακτυλίου του Δία και των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας. Η ένταση αυτής της ακτινοβολίας  είναι 10 φορές πιο ισχυρή από την ακτινοβολία των ζωνών Βαν Άλεν στην Γη και περιλαμβάνει ιόντα ηλίου υψηλής ενέργειας αλλά άγνωστης προέλευσης.

Ο Δίας αποτελείται από 90% υδρογόνο, 10% ήλιο καθώς και ίχνη μεθανίου, νερού και  αμμωνίας. Ο αέριος αυτός γίγαντας δεν έχει κάποια στερεή επιφάνεια και απλώς τα αέρια υλικά του γίνονται πυκνότερα καθώς εισχωρούμε προς το εσωτερικό του. Είναι ίσως πιθανό πως κάτω από την πυκνή του νέφωση ο Δίας να κρύβει  πράγματι και έναν βραχώδη πυρήνα με μάζα ίση με 10-15 φορές την μάζα της Γης και ο οποίος αποτελείται μάλλον από βράχους πάγων και μετάλλων, ενώ πάνω από τον πυρήνα ο κύριος όγκος του Δία αποτελείται από υγρό μεταλλικό υδρογόνο.

Στις θερμοκρασίες και πιέσεις που υπάρχουν στα βάθη της ατμόσφαιρας του Δια το υδρογόνο βρίσκεται σε υγρή κατάσταση και όχι σε αέρια. Πιθανόν αυτό το στρώμα να είναι και ηλεκτρικά αγώγιμο και  να αποτελεί την πηγή του μαγνητικού του πεδίου που είναι 18.000 φορές μεγαλύτερης έντασης από το γήινο μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό αυτό πεδίο εκτείνεται σε απόσταση έως και 50 φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο του πλανήτη και αντίθετο προς αυτό της Γης. Αν δηλαδή προσπαθούσαμε να βρούμε το Βορρά στο Δία, χρησιμοποιώντας μια γήινη πυξίδα, η βελόνα θα έδειχνε το Νότο.  Εγκλωβισμένες στη μαγνητόσφαιρα αυτή, υπάρχουν μεγάλες ποσότητες ραδιενέργειας που θα σκότωναν έναν άνθρωπο σε λίγα μόνο λεπτά, ενώ κατάφερε επίσης να προκαλέσει σοβαρές ζημιές στα όργανα μελετών προηγούμενων διαστημοσυσκευών

Η μαγνητόσφαιρά του εκτείνεται περισσότερο από 650 εκατομμύρια χιλιόμετρα που σημαίνει ότι ξεπερνά ακόμη και την τροχιά του Κρόνου, οι δορυφόροι του Δια μάλιστα κολυμπάνε κυριολεκτικά μέσα σ’ αυτή την μαγνητόσφαιρα. Προς την κατεύθυνση όμως του Ήλιου η μαγνητόσφαιρα του Δία δεν ξεπερνά τα μερικά μόνο εκατομμύρια χιλιόμετρα. Σε τροχιά γύρω από το Δία βρίσκεται επίσης και ένα λεπτό σύννεφο μορίων σκόνης, που είναι μικρότερα και από κόκκους γύρης, και τα οποία σχηματίζουν τον πιο εφήμερο δακτύλιο από όλους τους πλανητικούς δακτυλίους. Πέρα, όμως, από τους δακτυλίους υπάρχουν και μερικές δεκάδες δορυφόροι, στους οποίους περιλαμβάνονται και οι τέσσερις που πρωτοανακάλυψε ο Γαλιλαίος πριν από 400 χρόνια, με πρώτον και καλύτερο τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Ηλιακού μας Συστήματος, τον Γανυμήδη.

About ptisidiastima

Το blog του περιοδικού "Πτήση & Διάστημα"
This entry was posted in ΔΙΑΣΤΗΜΑ, ΕΠΙΣΤΗΜΗ and tagged , , . Bookmark the permalink.

4 απαντήσεις στο H Ήρα βρήκε τον Δία

  1. Ο/Η Captain Kal λέει:

    Πάντα απολαυστικά, τα άρθρα του κ. Σιμόπουλου!!!!

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s