Vad ciklonok tánca: mi történik a Jupiter déli pólusánál?

4483

A NASA Juno űrszondájának lenyűgöző felvételei egy új ciklont fedtek fel a Jupiter déli pólusánál lévő csoportosulásban.

Amikor először derült fény a meglepően szimmetrikus ciklon-pentagonra a Jupiter déli pólusánál, még nem tudták, miért nem egyesül az öt örvény egyetlen hatalmas viharrá.

A Juno első adatközlésében szereplő hét hónapnyi megfigyelés során a viharok nem változtak sokat. Ahogy azonban a Juno a következő években folytatta a megfigyelést, és kéthavonta készített egy képet a Jupiter felhőzetének tetejéről, kiderült, hogy a ciklonok lassan mozognak. A közelben folyamatosan alakultak ki kisebb ciklonok, amelyeket a Jupiter forró légkörének hatalmas hőmérsékletgradiensei idéztek elő. Zavarba ejtő módon az ötszög rései újra és újra kinyíltak és bezárultak.

 

Az infravörös felvételekből összeállított képen a Jupiter déli pólusánál lévő ciklon-ötszög látható, amelyet a Juno küldetésének elején észleltek, és azóta is nyomon követnek. (Forrás: NASA / SWRI / JPL / ASI / INAF / IAPS)

„Nagyon izgalmas volt.” – mondta Candice Hansen-Koharcheck (Planetary Science Institute). „Az 1-es és 2-es ciklon közötti rés szélesebb, majd szűkebb lett. Minden alkalommal azt kérdeztük, milyen lesz most?”

Végül novemberben a kutatók megkapták, amire vártak: egy új ciklon alakult ki, beleilleszkedett az egyik résbe, és egy stabil, szimmetrikus hexagont hozott létre.

A Juno űrszonda JIRAM infravörös műszere egy új ciklon megjelenését észlelte, amely csatlakozott a Jupiter déli pólusánál gyülekező ciklonokhoz. (Forrás: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM)

A Juno infravörös képalkotója, a JIRAM megörökítette a ciklonok táncát:

(Forrás: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM)

A felvételeken a sötét területek infravörösben nem látható ammóniakristályok, amelyek 10–20 kilométerrel vannak magasabban, mint a fényesebb területek, amelyek infravörösben sugárzó hidrogén-szulfidban gazdagok. „A sugárzás különbségei sokat elárulnak a felhők morfológiájáról és mozgásáról.” – magyarázza Alessandro Mura (Nemzeti Asztrofizikai Intézet, Róma), aki december 12-én tette közzé az eredményeket az Amerikai Geofizikai Unió (AGU) San Franciscó-i találkozóján.

A legújabb ciklon, hasonlóan a többihez, 225 kilométeres óránkénti sebességgel örvénylik. Még valamivel kisebb, mint a társai, nagyjából akkora, mint Franciaország. Összehasonlításképpen a központi vihar olyan széles, mint az Egyesült Államok szárazföldi része.

A JIRAM a Jupiter által kibocsátott sugárzást érzékeli: a bolygó kifelé sugárzó belső hőjét, tehát teljes képet mutat a pólusról. Az űreszköz látható fényben érzékelő kamerája, a JunoCam viszont a pólusnak csak azt a felét látja, ami visszaveri a napfényt. Ennek ellenére még a JunoCam is lencsevégre kapta az új ciklont.

 

Az új ciklon sötét örvényként látszik a JunoCam felvételének nappali felén. (Forrás: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS)

Az új ciklonnak hála a Berkeley kutatója, Cheng Li tesztelhette a viharok stabil konfigurációjával kapcsolatos elméletét.

A kutató szimulációkat futtatott a ciklonok körül kialakuló, úgynevezett „ütköző zónák” paramétereivel. A gáznemű anyagok itt az örvénnyel ellenkező irányban áramolnak. Az ütköző zónák távol tartják a többi ciklont, megakadályozzák azok összeolvadását, ugyanakkor nélkülözhetetlenek a pólus körüli szimmetria fenntartásában.

Ütköző zónák híján a ciklonok összeolvadnak:

Azonban erős ütköző zónákkal (a sötét örvényeket körülvevő fehér területekkel) a ciklonok stabil elrendezést vesznek fel:

Az ütköző zónák hosszútávon nem stabilak, ezért a látvány idővel változni fog. „A turbulencia végül lemorzsolja az ütköző zónákat.” – magyarázza Li. „Amikor eltűnnek, a ciklonok egyesülnek.”

Li emlékeztet, hogy ez a modell korlátozott, mert csak két dimenziót vesz figyelembe. A függőleges szelek például szintén szerepet játszhatnak a pólus dinamikájában. Ahhoz, hogy a háromdimenziós paramétereket beillesszék az elméleti modellbe, olyan további Juno-megfigyelésekre lesz szükség, amelyek mélyebbre hatolnak a Jupiter légkörébe. A Juno 2021-ig folytatja az adatgyűjtést – hacsak nem hosszabbítják meg a küldetést.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás