לראות דרך העננים של צדק

צוות אסטרונומים בינלאומי הצליח לצפות לראשונה מעבר לענני האטמוספרה החיצונית של כוכב הלכת צדק ולראות שכבה פנימית יותר שבה יש זרימה של אמוניה. התצפיות נעשו באמצעות טלסקופ הרדיו הענקי בניו מקסיקו, והחוקרים מקווים להסביר באמצעותן את המבנה הייחודי של כוכב הלכת הענק, שנפחו עולה פי 1,300 על זה של כדור הארץ.

גלי רדיו הם גלים אלקטרומגנטיים בעלי אורך גל גדול מאוד. בעוד אורך הגל של האור הנראה הוא כמה מאות ננומטר (מיליוניות המילימטר), אורכם של גלי רדיו נע בין סנטימטרים אחדים לכמה קילומטרים. לקרינה באורכי הגל האלה יש תכונות שונות מאלה שאנו מכירים באור הנראה, ובין השאר הגלים הללו יכולים לחדור כמעט בלי הפרעה מבעד למעטה סמיך של עננים, כמו אלה האופפים את צדק.

מדענים החלו למדוד גלי רדיו מהחלל כבר בשנות ה-30, תחילה משביל החלב ובהמשך גם מגלקסיות רחוקות יותר. המדידות האלה אפשרו בין השאר לזהות את קרינת הרקע הקוסמית, שסייעה לאשש את תיאוריית המפץ הגדול.

מדידות של גלי רדיו מהחלל יכולות לספק מידע נוסף על זה שמתקבל בתצפיות רגילות. הן נעשות בדרך כלל בטלסקופ רדיו, שאינו אלא מערך גדול של אנטנות המכוונות לחלל. אחד מהם מכונה בפשטות "מערך גדול מאוד" (Very Large Array, ובקיצור VLA). הוא נמצא בניו מקסיקו שבדרום ארצות הברית ומורכב מ-27 אנטנות צלחת ענקיות. האנטנות מסודרות בצורת Y, ויכולות לנוע על מסילה וכך לשנות את רמת ההפרדה של הטלסקופ.

המדידות מתבצעות בשיטה שנקראת "אינטרפרומטריה": גלי הרדיו נקלטים בכל צלחת בנפרד, ומדידת הפרשי הזמן בין הגלים מאפשרת לחשב את הכיוון שממנו הם הגיעו. ככל שיש יותר אנטנות במערך אפשר להגיע לרמת דיוק גבוהה יותר.

בתצפיות על צדק הצליחו החוקרים "לראות" בשיטה הזאת מה קורה עשרות קילומטרים מתחת לשכבת העננים החיצונית של כוכב הלכת. על סמך התצפיות הם יצרו מפה שמראה זרימה של אמוניה כלפי מעלה באטמוספרה של כוכב הלכת, והתפתחות של ענני אמוניה בשכבות החיצוניות בטמפרטורות של 70-100 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. בתצפיות משלימות בתחום האור הנראה זיהו החוקרים נקודות חמות על צדק שפולטות קרינה רבה, ובניתוח מעמיק של קרינת הרדיו מהאזורים האלה גילו שאלה אזורים דלים יחסית באמוניה.

נקודה מעניינת במיוחד היא ה"כתם האדום הענק" של צדק. מדובר כנראה בסופת מערבולת הדומה להוריקן אבל גדולה פי שלושה מכדור הארץ כולו ומתחוללת כבר 400 שנה לפחות. התצפית בגלי הרדיו הראו שבאזור הזה יש הרבה מערבולות של אמוניה שעולה ויורדת בין שכבות האטמוספרה השונות.

בעזרת התצפיות בגלי הרדיו יצרו החוקרים מפה תלת-ממדית של האטמוספרה של כוכב הלכת. אחת המשימות של החללית ג'ונו, שאמורה להגיע לצדק בימים הקרובים, תהיה למדוד את תכולת המים בעומק האטמוספרה. בעזרת המדידות האלה החוקרים מקווים להבין איך משפיעה פליטת החום של צדק על זרימת הגזים על פניו ועל יצירת העננים בו, וללמוד משהו על תהליכי ההיווצרות של כוכבי לכת גזיים ענקיים כאלה גם במערכות שמש רחוקות.