Kásás ammóniagombócok bármely óriásbolygón hullhatnak az égből

4728

Először a Jupiter esetében mutatták ki a kásás, ammóniában gazdag „gombócokat”, amelyekről egy új kutatás során kiderült, hogy a Naprendszer összes óriásbolygójának légkörében kialakulhatnak.

A jeges, ammóniában gazdag „ kásás gombócok” (mushballs) mélyen a felhők alá merülhetnek a Jupiter légkörében. Egy bolygókutató szerint ez magyarázhatja, hogy az Uránuszon és a Neptunuszon is meglepően kevés ammóniát mutattak ki.

Az Uránusz (balra) és a Neptunusz (jobbra) a Voyager-2 űrszonda felvételén. (Forrás: NASA / JPL / Caltech)

Tristan Guillot (Université Côte d’Azur), aki az Europlanet Tudományos Kongresszuson (Europlanet Science Congress) mutatta be kutatásának eredményeit, úgy gondolja, ez segíthet megértenünk, miért gazdagok hidrogénben az óriás exobolygók légkörének mély rétegei.

Jégesők a Jupiteren

A csillagászok már rég megfigyelték az ammónia egyenetlen eloszlását a Jupiteren, de a „kásás ammóniagombócok” létezésének legfőbb bizonyítékát a Juno űrszonda csodálatos közeli felvételei biztosították. A képeken halvány villámlások látszottak azokban a régiókban, ahol a hőmérséklet mélyen -66 Celsius-fok alatt van. Mivel a villámláshoz folyadék szükséges, és a víz ilyen alacsony hőmérsékleten szilárd halmazállapotú, a jelenség kezdetben zavarba ejtette a csillagászokat.

De mi történik, ha a vizet fagyállóval keverjük össze? Guillot és munkatársai úgy gondolják, hogy az ammónia és a víz együtt olyan elegyet alkot, amelyben villámok képződhetnek.

Guillot szerint az ammónia „a legjobb fagyálló”. Egy rész ammóniát két rész vízzel keverve az oldat folyékony halmazállapotban tartható akár -100 Celsius-fokon is. A Jupiter légköre elegendő ammóniát tartalmaz ahhoz, hogy ilyen elegy jöjjön létre gombócokat alkotva, a legnagyobb földi jégesőkhöz hasonlóan.

A vízjég a légkör felső rétegeiben kikristályosodik, de miközben lehullik, fagyállóként viselkedő ammóniát szed magára. (Forrás: NASA / JPLCaltech / SwRI / CNRS)

Ahogy az ábrán látszik, az ammóniagombócok képződése akkor indul be, amikor a vízjég a felsőlégkörben kikristályosodik, és elkezd lefelé hullani. Kisebb magasságban a vízjéghez ammónia keveredik. Ennek fagyálló tulajdonsága miatt a jég megolvad, miközben kívül még több vízjég fagy ki az elegyre, és szilárd külső héjat képez, ami megvastagszik, ahogy a gombóc mélyebbre hullik.

„Erős viharok közben nagy ammónia-víz gombócok alakulhatnak ki, és hullhatnak le az alsólégkörbe.” – mondja Guillot. Ezek akár az egy kilogrammos tömeget is elérhetik, mielőtt elpárolognának. A viharok ezen a módon húzzák le a felsőlégkörből az ammóniát, míg a Jupiter nyugodt egyenlítői régiójában, ahol kevesebb a vihar, az ammónia bőségesebb.

Kásás ammóniagombócok és jégóriások

A legújabb infravörös és rádiócsillagászati megfigyelések kimutatták, hogy az Uránuszon és a Neptunuszon viszonylag kevés ammónia van a többi kis molekulához képest, amelyekről úgy gondolják, hogy jelen voltak a korai Naprendszerben, amikor ezek a bolygók kialakultak. Az Europlanet Tudományos Kongresszuson Guillot megemlítette, hogy az ammóniagombócok magyarázatot adhatnak erre a jelenségre, és a vártnál mélyebbre húzhatják az ammóniát a jégóriásokon, ezért úgy tűnhet, hogy kevesebb van belőle.

Az Uránusz és a Neptunusz légkörének alacsonyabb hőmérséklete kedvez az ammónia fagyásgátló hatásának. Guillot kimutatta, hogy az ammóniagombócok a többi jégóriáson és a Szaturnuszon is létezhetnek, nem csak a Jupiteren.

„Az Uránusz és a Neptunusz a viharok gyakoriságában és erejében különbözhet egymástól.” – mondja. A nagyobb viharok több ammóniát szállítanak a mélybe. Az ammónia mennyisége a Szaturnuszon, akárcsak a Jupiter esetében, a szélességtől függően változik.

Dave Stevenson (Caltech), aki a mushballs kifejezést kitalálta, és együtt dolgozott Guillot-val a Jupiter kutatásában, de az Uránusz és a Neptunusz vizsgálatában nem, óvatosabb. Azt mondja, nem találtak alternatívát az ammóniagombócok helyett, ami magyarázatot adna az ammónia eloszlására a Jupiteren. Azt mondja, „az Uránusz és a Neptunusz esetében az adatok megengedik az alternatívákat”.

„Oda kell mennünk.” – mondja Guillot. Csak egy kifejezetten erre a célra szánt küldetés vizsgálhatja behatóbban a jégóriások légkörét.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás