Skip to main content

Saturn ma swój słynny sześciokąt, a Jowisz właśnie ujawnił swoje własne, niezwykłe kształty. W wysokich partiach jego atmosfery astronomowie zidentyfikowali nowe, świecące struktury w rejonie nad burzliwą Wielką Czerwoną Plamą. W jonosferze, koncentracje zjonizowanego wodoru tworzą blask w bliskiej podczerwieni w postaci łuków, pasm i plam, sugerując, że ta dzika planeta jest jeszcze bardziej nieprzewidywalna, niż przypuszczaliśmy.

„Myśleliśmy, być może naiwnie, że ten obszar będzie bardzo nudny,” mówi planetolog Henrik Melin z Uniwersytetu w Leicester w Wielkiej Brytanii. „W rzeczywistości jest on tak samo interesujący jak zorza polarna, jeśli nie bardziej. Jowisz nigdy nie przestaje zaskakiwać.”

Atmosfera Jowisza to burzliwe miejsce, pełne sztormów i systemów pogodowych, które wzbudzają nasz podziw. A Wielka Czerwona Plama jest największym sztormem w Układzie Słonecznym, o wielkości dorównującej całej Ziemi, szalejącym w atmosferze Jowisza od wieków.

Na naszej planecie nie ma niczego podobnego, a naukowcy chcieliby zrozumieć, co napędza Wielką Czerwoną Plamę i dlaczego trwa ona tak długo. Przybycie teleskopu JWST otworzyło nowe możliwości badania tej burzy.

Teleskop kosmiczny obserwuje Wszechświat w bliskiej i średniej podczerwieni w wysokiej rozdzielczości, co otwiera okno na warstwę atmosfery Jowisza, która nie jest dobrze zrozumiana: jonosferę.

Tutaj procesy takie jak ultrafioletowe promieniowanie słoneczne jonizują gaz wodorowy, tworząc dodatnio naładowane jony zwane kationami trójwodorowymi (H3+). Te jony emitują blask w podczerwieni. W środkowych i niskich szerokościach geograficznych Jowisza ten blask jest słaby i miesza się z jaśniejszym blaskiem innych obiektów, co utrudnia szczegółowe badanie H3+.

Ponieważ Jowisz otrzymuje tylko około 4 procent promieniowania słonecznego, które dociera do Ziemi, naukowcy myśleli, że blask powinien być równomiernie rozłożony. Po skierowaniu teleskopu JWST na gigantyczną planetę, Melin i jego zespół dokładniej przeanalizowali dane, aby dowiedzieć się więcej o Wielkiej Czerwonej Plamie. Częścią tego było zidentyfikowanie rozmieszczenia H3+ w dolnej jonosferze.

Ku ich zaskoczeniu, odkryli skomplikowane struktury w gazie, utworzone z wyższych i niższych koncentracji H3+. Sugeruje to, że chociaż głównym mechanizmem jonizacji wodoru jest światło słoneczne, coś innego wpływa na pojawianie się dziwnych kształtów w gazie.

„Jednym ze sposobów zmiany tej struktury są fale grawitacyjne – podobne do fal uderzających o plażę, tworzących zmarszczki w piasku,” mówi Melin. „Te fale są generowane głęboko w burzliwej dolnej atmosferze, wokół Wielkiej Czerwonej Plamy, i mogą przemieszczać się na większe wysokości, zmieniając strukturę i emisje górnej atmosfery.”

To może oznaczać, że warstwy atmosfery Jowisza są nałożone na siebie i oddziałują w skomplikowany i dotąd nieznany sposób. Modelowanie atmosfery Jowisza pokazuje, że fale grawitacyjne mogą powodować obserwowane zmiany w gęstości H3+ w jonosferze Jowisza.

Jednak będzie potrzebne więcej obserwacji i analiz, aby dokładnie ustalić, co się dzieje. Warto jednak to robić, ponieważ jak zauważają badacze, nowe odkrycie pokazuje, że zaniedbywaliśmy bardzo ważny aspekt pogody Jowisza, opierając się na błędnym założeniu, że nie ma tam nic do zobaczenia.

„Jonosfera w niskich szerokościach geograficznych Jowisza od dawna była uważana za dość nudną, zwłaszcza w porównaniu z dynamicznymi strefami zorzy polarnej. Obserwacje przedstawione tutaj pokazują, że jest zupełnie inaczej, a cechy, które nigdy wcześniej nie były widziane, są bardzo bogate,” piszą w swoim artykule. „Fakt, że dolna i górna atmosfera są tak silnie sprzężone na Jowiszu, może również oznaczać silne sprzężenie na innych gigantycznych planetach… Obserwacje JWST stanowią dowód koncepcji dla przyszłych badań tego regionu.”

Źródło: Science Alert