Badania „rozwiązują” tajemnicę oszałamiających zmian koloru Jowisza
Naukowcy z University of Leeds uważają, że mogli znaleźć odpowiedź na długotrwałą tajemnicę kryjącą się za słynnymi „pasami” Jowisza.
Zdjęcia planety charakteryzują się kolorowymi pasmami, podobnie jak słynna Wielka Czerwona Plama, ale często widać, jak te pasma się poruszają i zmieniają – coś, czego naukowcy do tej pory nie byli w stanie wyjaśnić.
Teraz, dzięki nowemu odkryciu – możliwemu dzięki misji NASA Juno, która dostarczyła niesamowitych nowych informacji o polu magnetycznym Jowisza – dr. Kumiko Hori i profesor Chris Jones z University’s School of Math wierzą, że mogli znaleźć odpowiedź.
Profesor Jones powiedział: „Jeśli spojrzysz na Jowisza przez teleskop, zobaczysz paski, które obiegają równik wzdłuż linii szerokości geograficznej. Występują ciemne i jasne pasy, a jeśli przyjrzysz się trochę bliżej, możesz zobacz kłębiące się chmury niesione przez wyjątkowo silne wiatry wschodnie i zachodnie. W pobliżu równika wiatr wieje na wschód, ale przy niewielkiej zmianie szerokości geograficznej, na północ lub południe, kieruje się na zachód. A jeśli przesuniesz się trochę dalej, wieje ponownie na wschód. Ten naprzemienny układ wiatrów wschodnich i zachodnich jest zupełnie inny niż pogoda na Ziemi”.
„Co cztery lub pięć lat wszystko się zmienia. Kolory pasów mogą się zmieniać, a czasami obserwuje się globalne wstrząsy, kiedy cały schemat pogodowy nieco zwariował i pozostaje tajemnicą, dlaczego tak się dzieje”.
Naukowcy już wiedzą, że zmieniający się wygląd Jowisza jest w jakiś sposób powiązany ze zmianami w podczerwieni około 50 km pod powierzchnią gazowego olbrzyma, a te nowe badania wykazały, że te zmiany mogą z kolei być spowodowane przez fale wytwarzane przez pole magnetyczne planety głęboko w jej wnętrzu .
Korzystając z danych zebranych przez misję NASA Juno do Jowisza, który krąży wokół planety od 2016 roku, ich zespół badawczy był w stanie monitorować i obliczać zmiany w jej polu magnetycznym.
Profesor Jones dodał: „Możliwe jest uzyskanie ruchów falowych w planetarnym polu magnetycznym, które nazywane są oscylacjami skrętnymi. Ekscytujące jest to, że kiedy obliczyliśmy okresy tych oscylacji skrętnych, odpowiadały one okresom widocznym w promieniowaniu podczerwonym na Jowiszu”.
Niesamowita długowieczność Juno w trudnych warunkach promieniowania Jowisza sprawiła, że sonda pozostawała na orbicie znacznie dłużej niż pierwotnie planowano. Doprowadziło to do tego, że naukowcy z Leeds uzyskali dane dotyczące pola magnetycznego w znacznie dłuższym okresie, co jest znacznie bardziej przydatne w ich pracy.
Obserwując pole magnetyczne przez kilka lat, byli w stanie śledzić jego fale i oscylacje, a nawet śledzić określone miejsce pola magnetycznego na Jowiszu, zwane Wielką Błękitną Plamą. Miejsce to poruszało się na wschód, ale najnowsze dane pokazują, że ruch zwalnia – co prowadzi zespół Juno do przekonania, że jest to początek oscylacji, w której ruch zwalnia, zanim się odwróci i zacznie iść na zachód.
Pracami kierował dr Hori, który pracował z profesorem Jonesem w Leeds, zanim przeniósł się na nowe stanowisko na Uniwersytecie Kobe w Japonii, wraz z profesorem Stevem Tobiasem z Leeds, profesorem Leigh Fletcherem z Uniwersytetu w Leicester i dr Arrate Antuñano z Universidad del País Vasco w Hiszpanii.
Widział, jak wyjaśniają długotrwałą tajemnicę zmieniających się pasm i pasów Jowisza oraz wypełniają brakujące ogniwo między dwoma największymi obszarami badań Jowisza — naukowcami zainteresowanymi pogodą planety i tym, co dzieje się na powierzchni, oraz tymi, którzy pracują na głębokim wnętrzu.
Dr Hori powiedział: „Pozostaje niepewność i pytania, szczególnie w jaki dokładnie sposób oscylacja skrętna wytwarza obserwowaną zmianę w podczerwieni, która prawdopodobnie odzwierciedla złożoną dynamikę i reakcje chmur/aerozoli. Te wymagają dalszych badań. Niemniej jednak mam nadzieję, że nasz artykuł może również otworzyć się okno do badania ukrytego, głębokiego wnętrza Jowisza, tak jak robi to sejsmologia dla Ziemi i heliosejsmologia dla Słońca”.
Dla profesora Jonesa przełom jest zwieńczeniem trwającej całe życie pasji do Jowisza. Powiedział: „Jestem niesamowicie zadowolony, że NASA w końcu udało się zobaczyć szczegółowo pole magnetyczne Jowisza. Badam Jowisza od wyjątkowo długiego czasu i zainteresowałem się tym, co leży pod powierzchnią Jowisza, kiedy byłem dzieckiem… to był 60-letni postęp”.
Więcej informacji:
Kumiko Hori i wsp., zmienność poziomu chmur Jowisza wywołana oscylacjami skrętnymi we wnętrzu, Astronomia przyrody (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01967-1
Informacje o czasopiśmie:
Astronomia przyrody