بیاید یه خورده درباره جِت‌استریم‌های عجیب و غریبی که روی سیاره‌های بزرگی مثل مشتری و زحل هست حرف بزنیم — همون بادهای فوق‌العاده سریعی که گاهی سرعتشون حتی به دوتا هزار کیلومتر بر ساعت هم می‌رسه! حالا دانشمندای هلندی تونستن یه مدل جدید بزنن و بالاخره توضیح بدن که چرا این بادها اصلاً این‌قدر تند و تو این جهت‌ها می‌وزن.
خب، چهار تا سیاره غول‌پیکر منظومه شمسی رو داریم: مشتری، زحل، اورانوس و نپتون. همه‌شون وسط خط استواشون بادهای جت خیلی پرسرعت دارن. اما نکته اینجاست که این بادها رو همه‌شون تو یه جهت نمی‌وزن. بعضیاشون مثل مشتری و زحل به سمت شرق می‌وزن (یعنی هم‌جهت با چرخش سیاره)، بعضیا مثل اورانوس و نپتون برعکس به سمت غرب می‌وزن! اچی عجیبه واقعاً.
تا همین چند وقت پیش واقعاً کسی نمی‌دونست دلیل این تفاوت چیه. همه این سیاره‌ها چندتا ویژگی شبیه به هم دارن: خیلی سریع دور خودشون می‌چرخن، نور خورشید زیادی بهشون نمی‌رسه، و از درونشون کلی گرما تولید می‌کنن. خب چرا پس باد وسط استواشون نباید یه جور باشه؟
اینجا همون جاییه که تیم دکتر کرن دوئر-میلر وارد داستان میشن. اونا تو مطالعه جدیدشون (که تو مجله Science Advances چاپ شده)، نشون دادن میشه با یه مدل ساده و یکپارچه کل ماجرارو توضیح داد.
داستان از این قراره: تو این سیاره‌های غول‌پیکر، گرما از هسته‌شون بالا میاد و از طریق کانـوکشن (convection یعنی حرکت و جابه‌جایی گرما به دلیل بالا اومدن مواد داغ و پایین رفتن مواد سرد، دقیقاً مثل موقعی که آب رو جوش میاریم) منتقل میشه. حالا چون سیاره‌ها خیلی سریع می‌چرخن، این حرکت‌های عمودی یه‌جوری کشیده میشن و تبدیل به جریان‌های افقی میشن؛ همونا که بهشون می‌گیم جت‌استریم یا باد جتی.
اما گره ماجرا اینجاست: بسته به اینکه این منطقه‌ی «همرفت» (convective region یعنی همون منطقه‌ای که گرما داره به وسیله این جابه‌جایی‌ها بالا و پایین میره) چقدر عمیق باشه، سیستم می‌تونه به دو حالت پایدار مختلف برسه. یکی اینکه باد استوایی بیفته به سمت شرق و یکی دیگه اینکه به غرب بره. این حالت که سیستم می‌تونه دو وضعیت متفاوت داشته باشه رو تو فیزیک بهش میگن بی‌فورکیشن (bifurcation یعنی دوشاخه شدن یا امکان انتخاب بین دو حالت دائمی).
دانشمندا میگن: مشتری و زحل منطقه‌ی همرفت خیلی عمیقی دارن، واسه همین جت استریماشون به سمت شرق میره. اما اورانوس و نپتون منطقه‌ی همرفتشون کم‌عمق‌تره و نتیجه‌اش اینکه بادها برعکس و به سمت غرب می‌وزن. یعنی همه‌ش با یه مکانیزم اما خروجی متفاوت! اینم شد فلسفه اون سرعت‌های دیوانه‌کننده: بادهایی که سرعتشون از ۵۰۰ کیلومتر تا بالای ۲۰۰۰ کیلومتر در ساعت می‌زنه — مقایسه کنین با بادهای روی زمین که اصلاً به این اعداد نزدیک نمی‌شن!
سال‌ها دانشمندها فکر می‌کردن دلیل بادهای شرقی مشتری و بادهای غربی نپتون فرق میکنه. حالا اما با این مدل تازه، معلوم شد اصل ماجرا سادست: عمق منطقه‌ی «همرفت» تعیین میکنه باد چجوری شکل بگیره — یه مدل برای همه‌شون.
برای اینکه این فرضیه رو محک بزنن، از مدل‌های گردش کلی جو (Global Circulation Model – یه مدل کامپیوتری که کل جو سیاره رو شبیه‌سازی میکنه) استفاده کردن و محیط سیاره‌ها رو توی شبیه‌سازی در مقیاس بزرگ آزمایش کردن. هنوز دانشمندها دارن داده‌های واقعی کاوشگر جونو (همون فضاپیمای ناسا که دور مشتری می‌چرخه) رو با مدل‌شون مقایسه می‌کنن تا ببینن پیش‌بینی‌هاشون تا چه حد به واقعیت نزدیکه.
اگه این مدل جواب بده، می‌تونه کلی کمک کنه به فهمیدن جو سیاره‌های فراخورشیدی (Exoplanet یعنی سیاره‌هایی که دور ستاره‌های دیگه — غیر از خورشید ما — می‌گردن، و خیلیاشون شبیه مشتری و زحل هستن)، چون اونام احتمالاً همین رفتار جو و باد تند رو دارن.
خلاصه، تیم دکتر دوئر-میلر میگه: “ما کلی ذوق‌زده‌ایم که بالاخره یه توضیح ساده و شیک برای یه پدیده پیچیده پیدا کردیم!” و واقعاً هم مهمه بفهمیم این بادهای استوایی چه جوری کار می‌کنن، چون یه دید جدید درباره جو سیاره‌ها بهمون میده — هم تو منظومه شمسی خودمون، هم تو کهکشان و سیاره‌های دیگه.
یعنی با همین ایده ساده میشه کلی راز درباره آب‌وهوای سیاره‌ها و حتی آینده فضانوردی یا کشف زندگی بیرون از زمین رو بهتر درک کرد!
منبع: +
