במשך מאות שנים, האסטרונומים מתבוננים על פני השטח המתפתלים של יופיטר ונורא ונדהם בגלל הופעתו. התעלומה העמיקה רק כאשר בשנת 1995 גלילאו החללית הגיעה לצדק והחלה ללמוד לעומק את אווירתה. מאז אותה תקופה, אסטרונומים תמו על הלהקות הצבעוניות שלה ותהו אם הם רק תופעת שטח, או משהו שמעמיק יותר.
הודות ל ג'ונו החללית, שמקיפה את יופיטר מאז יולי 2016, מדענים קרובים כעת הרבה יותר לענות על השאלה הזו. השבוע האחרון פורסמו שלושה מחקרים חדשים המבוססים על ג'ונו נתונים שהציגו ממצאים חדשים על השדה המגנטי של צדק, סיבוב הפנים שלו וכמה עמוק חגורותיו. כל הממצאים הללו מתעדנים את מה שמדענים חושבים על האווירה של צדק ועל הרבדים הפנימיים שלו.
המחקרים קיבלו את הכותרת "מדידת שדה הכובד הא-סימטרי של צדק", "זרמי הסילון האטמוספרי של צדק משתרעים על פני אלפי קילומטרים" ו"דיכוי של סיבוב דיפרנציאלי בפנים העמוקים של יופיטר ", שכולם פורסמו ב- טבע ב- 7 במרץ, 2018. המחקרים הובלו על ידי פרופ 'לוצ'יאנו איס מאוניברסיטת ספינזה ברומא, השני על ידי פרופ' יוחאי כספי וד"ר אלי גלנטי ממכון ויצמן למדע, והשלישי על ידי פרופ 'טריסטן גילו ממנהל Observatoire de la Cote d'Azur.
את המאמץ המחקרי הובילו פרופסור כספי וד"ר גלנטי, שבנוסף להיותם המחברים הראשיים במחקר השני היו מחברים משותפים לשני האחרים. הזוג נערך לניתוח זה עוד לפני כן ג'ונו הושק בשנת 2011, ובמהלכו הם בנו כלים מתמטיים לניתוח נתוני שדה הכבידה וכדי להבין טוב יותר את האווירה של צדק ואת הדינמיקה שלו.
כל שלושת המחקרים התבססו על נתונים שנאספו על ידי ג'ונו כשהוא עבר מאחד הקוטבים של צדק למשנהו כל 53 יום - תמרון המכונה "פריז'ובה". עם כל מעבר, החללית השתמשה בחבילת הכלים המתקדמת שלה כדי להציץ מתחת לשכבות השטח של האטמוספרה. בנוסף, נמדדו גלי רדיו שנפלטו על ידי הגישה כדי לקבוע כיצד הם מועברים על ידי שדה הכבידה של כדור הארץ עם כל מסלול.
כפי שהאסטרונומים הבינו מזה זמן, מטוסי הצדק זורמים בלהקות ממזרח למערב וממערב למזרח. בתהליך הם משבשים את ההתפלגות השווה של המסה על פני כדור הארץ. על ידי מדידת שינויים בשדה הכובד של הכוכב (ובכך חוסר איזון המוני זה), הכלים האנליטיים של ד"ר קספי וד"ר גלנטי הצליחו לחשב כמה עומקות הסערות מתחת לפני השטח ואיך נראה הדינמיקה הפנימית שלה.
מעל לכל, הצוות ציפה למצוא חריגות בגלל האופן בו כוכב הלכת סוטה מלהיות תחום מושלם - וזה נובע מהסיבוב המהיר שלו מסובך אותו מעט. עם זאת, הם גם חיפשו חריגות נוספות שניתן להסביר עקב נוכחותן של רוחות חזקות באטמוספרה.
במחקר הראשון השתמשו ד"ר אייס ועמיתיו במעקב מדויק של דופלר ג'ונו חללית לביצוע מדידות של הרמוניה הכבידה של צדק - אפילו משונה. מה שקבעו היה כי בשדה המגנטי של צדק יש א-סימטריה מצפון-דרום, מה שמעיד על זרימות פנים באטמוספרה.
הניתוח לא-סימטריה זו עבר מעקב במחקר השני, בו ד"ר כספי, ד"ר גלנטי ועמיתיהם השתמשו בוואריאציות בשדה הכובד של כדור הארץ כדי לחשב את עומק זרמי הסילון המזרחי-מערבי של צדק. על ידי מדידת האופן בו מטוסים אלה גורמים לחוסר איזון בשדה הכובד של צדק, ואף משבשים את מסת כדור הארץ, הם הגיעו למסקנה שהם נמשכים לעומק של 3000 ק"מ (1864 מייל).
מכל אלה, פרופ 'גילו ועמיתיו ערכו את המחקר השלישי, שם השתמשו בממצאים הקודמים אודות שדה הכבידה של פלנטה ונחלי הסילון והשוו את התוצאות לתחזיות של דגמי פנים. מכאן, הם קבעו כי פנים כדור הארץ מסתובב כמעט כמו גוף נוקשה וכי הסיבוב ההבדלי יורד למטה.
בנוסף, הם מצאו כי אזורי הזרימה האטמוספרית נמשכו עד 2,000 ק"מ (1243 מיילים) עד 3,500 ק"מ (2175 מייל), התואמים את האילוצים שהתקבלו מההרמוניה הכבידה המוזרה. עומק זה מתאים גם לנקודה בה מוליכות חשמלית תהפוך לגדולה מספיק כדי שגרירה מגנטית תדכא סיבוב דיפרנציאלי.
על סמך ממצאיו, הצוות גם חישב כי האווירה של צדק מהווה 1% מכלל המסה. לשם השוואה, האטמוספרה של כדור הארץ היא פחות ממיליון מהמסה הכוללת שלה. ובכל זאת, כפי שהסביר ד"ר כספי בהודעה לעיתונות של מכון ויצמן, זה היה די מפתיע:
"זה הרבה יותר ממה שחשב ויותר ממה שידוע מכוכבי לכת אחרים במערכת השמש. זה בעצם מסה השווה לשלושה כדור הארץ שנעים במהירות של עשרות מטרים לשנייה. "
על כל פנים, מחקרים אלו שופכים אור חדש על הדינמיקה האטמוספרית של הצדק ומבנה הפנים. נכון לעכשיו, הנושא של מה שנמצא בליבה של צדק נותר בלתי פתור. אולם החוקרים מקווים לנתח מדידות נוספות שנעשו על ידי ג'ונו לבדוק האם לצדק יש גרעין מוצק (ואם כן) לקבוע את המסה שלו. זה בתורו יעזור לאסטרונומים ללמוד רבות על ההיסטוריה וההיווצרות של מערכת השמש.
בנוסף, כספי וגלנטי מבקשים להשתמש בכמה מאותן שיטות שפיתחו כדי לאפיין את זרמי הסילון של צדק כדי להתמודד עם התכונה האייקונית ביותר שלו - נקודת האדום הגדולה של צדק. בנוסף לקביעת כמה עמוקה מסתערת הסערה הזו, הם גם מקווים ללמוד מדוע הסערה הזו נמשכה כל כך הרבה מאות שנים, ומדוע היא הצטמצמה באופן ניכר בשנים האחרונות.
משימת ג'ונו צפויה להיפסק ביולי 2018. באין אפשרות הרחבה כלשהי, הבדיקה תערוך דורביט מבוקר לאטמוספירה של צדק לאחר עריכת Perijove 14. עם זאת, גם לאחר סיום המשימה, מדענים ינתחו את הנתונים שאספה. לשנים הבאות. מה שמגלה על הכוכב הגדול ביותר של מערכת השמש, יעשה דרך ארוכה גם להבאת ההבנה של מערכת השמש.
