Forró foltokra és évtizedes jupiteri rejtélyekre derül fény a Juno űrszonda új felvételein

12480

A NASA Juno űrszondája 2016 júliusa óta kutatja a Jupiter belső szerkezetét, friss eredményei pedig a bolygó légkörének legforróbb pontjait érintik. A NASA 25 évvel ezelőtt küldte az első szondát a Naprendszerünk legnagyobb bolygójának atmoszférájába – a Jupiter légkörébe leszálló Galileo adatai viszont gondolkodóba ejtették a kutatókat: a légkör jóval sűrűbb és forróbb volt, mint azt várták.

A NASA Juno űrszondájának új eredményei szerint ezen forró foltok (“hot spots“) mérete és mélysége még a korábbi becsléseket is meghaladja. A friss adatokat, illetve a Jupiter poláris ciklonjainak új méréseit december 11-én mutatták be az Amerikai Geofizikai Egyesület (AGU) virtuális konferenciáján.

Az animált gifen láthatjuk, ahogyan a Jupiter poláris ciklonjainak külső területein levő felhők, illetve a ciklonok magjai ellenkező irányba forognak. Az animáció elkészítéséhez felhasznált képeket a NASA Juno szondájának JunoCam műszerével rögzítették 28 567 km magasságból. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; képfeldolgozás: Gerald Eichstädt © CC BY)

A vaskos légkörű gázóriásoknak nincsen a Földéhez hasonló szilárd vagy folyékony felszíne. Scott Bolton, a Juno vezető kutatójának elmondása szerint ahhoz, hogy jobban megértsük, mi is történik mélyen ezekben a különleges bolygókban, ahhoz mindenképpen a felhőréteg alá kell belesnünk. A Juno, mely nemrégiben fejezte be 29. manőverét a Jupiterhez közel, éppen ezt teszi. Az űrszonda megfigyeléseinek köszönhetően nem csak régi rejtélyekre kaphatunk választ, hanem egészen új problémák sora is felvetül – a Jupiterrel, és minden gázóriással kapcsolatban.

A Jupiter egyik forró foltja háromféle szemszögből nézve a NASA Juno szonda felvételein. Ezek a területek a Jupiter felhőtakarójában levő szakadások, melyeken keresztül beleshetünk a gázóriás légkörének mélyebb rétegeibe. A képeket a Juno JunoCam műszerével rögzítették a szonda 29. szoros megközelítése során, 2020. szeptember 16-án. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; képfeldolgozás: Brian Swift © CC BY)

A Juno legutoljára a Galileo-szonda által 1995. december 7-én rögzített, 57 perc 36 másodpercnyi adatból felmerült, régóta megoldatlan kérdéseket válaszolta meg. Mikor a szonda rádióüzeneteiben száraz és szeles környezetről számolt be, a meglepett kutatók ezt úgy magyarázták, hogy a 34 kilogrammos Galileo a Jupiter éppen az egyik relatíve ritka forró területén, az északi egyenlítői terület egyik lokális légköri “sivatagában” ereszkedett le. A Juno mikrohullámú mérőeszközének mérései szerint viszont a teljes északi egyenlítői öv (széles, barnás színű, ciklonokkal tarkított sáv, ami éppen a gázóriás egyenlítője felett veszi körbe a bolygót) egy általánosan roppant száraz régió.

A Jupiter déli sarkán látható ciklonok mozgásait bemutató time-lapse videó, 2017 februárjától 2020 novemberéig. Az elkészítéshez felhasznált adatokat a Juno űrszonda JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) infravörös eszközzel rögzítették. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)

Arra lehet következtetni, hogy ezek a forró foltok mégsem izolált “sivatagok”, hanem inkább ablakok a Jupiter légkörének egyik óriási területére, mely forróbb és szárazabb lehet az atmoszféra többi részénél. A Juno nagyfelbontású adataiból kiderül, hogy a forró foltok a bolygó felhőrétegében levő lyukakkal függnek össze, belátást engednek tehát a Jupiter légkörének mélyebb tartományaiba. Az eredményekből az is látható, hogy a felhőkkel és aktív viharokkal övezett forró foltok nagy magasságú elektromos kisüléseket hajtanak, melyeknek felfedezését szintén a Juno űrszondának köszönhetjük – ezek a sekély villámok, róluk korábbi cikkünkben olvashatnak részletesebben. A bolygó légkörének felsőbb, hidegebb régióiban jelennek meg, ahol az ammónia vízzel keveredik össze.

Magasan a légkörben, ahol ezek a sekély villámok láthatók, az összekombinálódó víz és ammónia átlátszóvá válnak a Juno mikrohullámú műszere számára. Itt alakulnak ki azok a különleges kásás jéglabdacsok, melyeket angolul mushball-nak neveztek el. Ezek egyre nagyobb tömegűvé nőve lehullanak, mélyre a légkörben, kialakítva egy nagyobb, vízben és ammóniában szegény régiót. Mikor a jeges labdák megolvadnak és elpárolognak, az immár ismét gáz halmazállapotú ammónia és víz láthatóvá válik a Juno műszerein is.

A Jupiter légköri viharának animációja, a lehulló kásás víz-ammónia jéglabdával (zöld színnel ábrázolva). Méretüktől függően a leeséstől számított 10-60 perc alatt érik el a mélyebb, vízjég felhők alatti rétegeket, ahol gyorsan elolvadnak és elpárolognak. Elméleti modellek szerint ezek a labdacsok akár 10 cm átmérőjű méretűre, 1 kg tömegűre megnőhetnek, zuhanási sebességük pedig akár a 700 km/h-t is elérheti. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/CNRs)

Jupiteri időjárásjelentés

A Juno kutatócsoportja tavaly számolt be a déli sarkon található ciklonokról, melyről korábbi cikkünkben itt olvashatnak. Akkor a Juno JIRAM infravörös berendezésével készített fényképeken láthattuk, ahogy a déli sarkvidék feletti hatalmas központi ciklon körüli 5 kisebb ciklonhoz próbál egy új csatlakozni. A hatodik, kisebb ciklon geometriája megváltozni látszott a sarkvidéken – pentagonból hexagon lett. Nem sikerült viszont beépülnie, a hatodik ciklont kitaszították, eltávolodott, majd idővel el is tűnt a légkörből.

Egyelőre nincsen elfogadott elmélet arra vonatkozóan, hogy hogyan alakulnak ki ezek az óriási poláris viharok – vagy hogy miért tűnik némelyik stabilnak, míg mások létrejöttük után megnőnek, majd viszonylag hamar el is tűnnek. A légköri viselkedés modelljeit folyamatosan javítják, napjainkban azonban még egy sincsen, ami mindent meg tudna magyarázni. Az új viharok kialakulásának és fejlődésének megértése kulcsfontosságú a cirkumpoláris ciklonok kérdésében – ezen keresztül pedig választ kaphatnánk arra is, általában hogyan viselkednek a Jupiterhez hasonló gázóriások légkörei.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás