سیاره مشتری، بزرگترین سیاره منظومه شمسی، ممکن است در واقع کمی کوچکتر از چیزی باشد که دانشمندان برای دههها تصور میکردند. نتایج تازهای که از دادههای جمعآوریشده توسط فضاپیمای Juno به دست آمده، نشان میدهد اندازه واقعی این غول گازی با برآوردهای پیشین تفاوت دارد. اگرچه این اختلاف در نگاه اول بسیار ناچیز به نظر میرسد، اما برای دانشمندانی که در حال مطالعه ساختار داخلی سیارات و شکلگیری منظومههای سیارهای هستند، همین چند کیلومتر میتواند اهمیت علمی بسیار زیادی داشته باشد.
برای سالها، اخترشناسان قطر استوایی مشتری را حدود ۱۴۲٬۹۸۴ کیلومتر و قطر آن از قطب شمال تا قطب جنوب را حدود ۱۳۳٬۷۰۸ کیلومتر تخمین میزدند. این اعداد مبنای بسیاری از مدلهای علمی مربوط به ساختار داخلی مشتری، جرم، چگالی و نحوه توزیع مواد در درون این سیاره بودهاند.
اما اکنون دادههای جدیدی که توسط فضاپیمای جونو ثبت شدهاند، تصویر دقیقتری از این غول گازی ارائه میکنند. بر اساس اندازهگیریهای جدید، قطر مشتری در ناحیه استوایی حدود ۸ کیلومتر کمتر از برآوردهای قبلی است و قطر آن در نواحی قطبی نیز حدود ۲۴ کیلومتر کمتر از آن چیزی است که پیشتر تصور میشد.
در مقیاس انسانی، اختلاف ۸ یا ۲۴ کیلومتر شاید چندان چشمگیر به نظر نرسد. اما وقتی صحبت از سیارهای با قطر بیش از ۱۴۰ هزار کیلومتر میشود که بهعنوان یک استاندارد علمی برای مطالعه سایر سیارات غولپیکر مورد استفاده قرار میگیرد، حتی چنین تفاوت کوچکی نیز میتواند تأثیر قابلتوجهی بر محاسبات علمی داشته باشد.
مشتری نهتنها بزرگترین سیاره منظومه شمسی است، بلکه بهعنوان یک نمونه مرجع برای مطالعه سایر سیارات گازی غولپیکر نیز شناخته میشود. بسیاری از سیارات فراخورشیدی که در سالهای اخیر کشف شدهاند، از نظر ساختار و ترکیب شباهتهایی به مشتری دارند. به همین دلیل، هرچه دانشمندان اطلاعات دقیقتری درباره این سیاره داشته باشند، میتوانند مدلهای بهتری برای مطالعه سیارات مشابه در سراسر کهکشان ارائه کنند.
این پژوهش که نتایج آن در مجله علمی Nature Astronomy منتشر شده، توسط پژوهشگری به نام Eli Galanti هدایت شده است. او درباره اهمیت این اختلاف ظاهراً کوچک میگوید:
«همین چند کیلومتر اهمیت دارند. حتی یک تغییر کوچک در شعاع مشتری باعث میشود مدلهای ما از ساختار داخلی این سیاره بتوانند دادههای گرانشی و اندازهگیریهای جوی را بسیار بهتر با یکدیگر تطبیق دهند.»
این سخن نشان میدهد که هدف دانشمندان صرفاً تعیین اندازه دقیق مشتری نیست، بلکه آنها تلاش میکنند تصویر کاملتری از ساختار درونی این سیاره به دست آورند. مشتری عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است و برخلاف زمین، سطح جامد مشخصی ندارد. بنابراین اندازهگیری دقیق ابعاد آن یکی از دشوارترین چالشهای علمی در مطالعه این سیاره محسوب میشود.
برای دستیابی به این نتایج جدید، فضاپیمای جونو از یک روش بسیار دقیق استفاده کرد. این فضاپیما هنگام گردش به دور مشتری، در برخی مواقع از پشت سیاره نسبت به زمین عبور میکرد. در این شرایط، جونو امواج رادیویی را به سمت زمین ارسال میکرد و دانشمندان با بررسی نحوه انحراف یا قطع شدن این سیگنالها میتوانستند ابعاد واقعی سیاره را با دقت بیشتری محاسبه کنند.
زمانی که امواج رادیویی از نزدیکی جو مشتری عبور میکنند، تحت تأثیر ساختار جوی و میدان گرانشی آن قرار میگیرند. تحلیل این تغییرات به پژوهشگران امکان میدهد مرزهای دقیقتر سیاره را تعیین کنند. این روش یکی از پیشرفتهترین تکنیکهای اندازهگیری در اخترشناسی مدرن محسوب میشود.
علاوه بر این، جونو در طول مأموریت خود ۲۶ اندازهگیری اضافی نیز انجام داده است که به افزایش دقت نتایج کمک کردهاند. این دادهها اکنون بهعنوان یکی از دقیقترین مجموعه اطلاعات موجود درباره مشتری شناخته میشوند و احتمالاً در سالهای آینده مبنای بسیاری از تحقیقات جدید خواهند بود.
فضاپیمای جونو که توسط NASA طراحی و پرتاب شده است، از سال ۲۰۱۶ در مدار مشتری قرار دارد و تاکنون اطلاعات ارزشمندی درباره این سیاره جمعآوری کرده است. این مأموریت توانسته رازهای بسیاری را درباره میدان مغناطیسی مشتری، طوفانهای عظیم جوی، ساختار درونی و ترکیب شیمیایی آن آشکار کند.
یکی از مهمترین اهداف جونو، درک بهتر نحوه شکلگیری مشتری و در نتیجه فهم بهتر تاریخچه شکلگیری منظومه شمسی بوده است. از آنجا که مشتری نخستین سیارهای بود که پس از تولد خورشید شکل گرفت، مطالعه دقیق آن میتواند سرنخهای مهمی درباره چگونگی شکلگیری سایر سیارات ارائه دهد.
اندازهگیریهای جدید همچنین ممکن است بر مدلهای مربوط به توزیع جرم در داخل مشتری تأثیر بگذارند. اگر شعاع واقعی سیاره حتی اندکی تغییر کند، محاسبات مربوط به چگالی، فشار داخلی و نحوه توزیع مواد در لایههای مختلف آن نیز باید بازبینی شوند. این موضوع میتواند به درک بهتر هسته احتمالی مشتری و ساختار عمیق درونی آن کمک کند.
در نهایت، اگرچه کاهش چند کیلومتری ابعاد مشتری ممکن است در نگاه اول خبر بزرگی به نظر نرسد، اما در دنیای علم، دقت اهمیت فوقالعادهای دارد. همین اختلافهای کوچک میتوانند مدلهای علمی را بهبود دهند و به دانشمندان کمک کنند تا تصویر دقیقتری از یکی از مهمترین اجرام منظومه شمسی به دست آورند.
با ادامه فعالیت جونو و تحلیل دادههای جدید، احتمال دارد در سالهای آینده اطلاعات بیشتری درباره مشتری منتشر شود. هر اندازهگیری تازه میتواند بخشی از معماهای مربوط به بزرگترین سیاره منظومه شمسی را حل کند و درک ما از سیارات غولپیکر، چه در منظومه شمسی و چه در دیگر نقاط جهان، را عمیقتر سازد.
