Zgornja atmosfera nad Jupiterjevo znamenito rdečo točko - velikanska nevihta, ki traja že stoletja - je na tem plinskem velikanu veliko toplejša kot kjer koli drugje. Nova študija, objavljena v reviji Nature, navaja znanstvenike na domnevo, da so gibi velikanske nevihte, ki divja v spodnji atmosferi planeta, odgovorni za višje temperature v zgornji atmosferi Jupitra. Z drugimi besedami, to pomeni, da sta dva sloja atmosfere planeta medsebojno povezana in lahko vplivata drug na drugega.
Velika rdeča točka, kot jo imenujejo, je ena najbolj prepoznavnih značilnosti Jupitra. Kot so zapisali v vesoljski agenciji NASA, ta orjaški orkan pokriva območje nekaj tisoč kilometrov nad površjem planeta in se ponaša z vetrovi, ki pihajo s hitrostjo do 650 kilometrov na uro. Veliko rdečo točko opažamo že od poznih 1800-ih. Astronomi ves ta čas poskušajo razumeti, kako je nastala ta nevihta in kakšno ozračje je okoli nje.
V našem času so znanstveniki s pomočjo podatkov, pridobljenih z NASA-inim infrardečim teleskopskim objektom na Havajih, ugotovili, da je ozračje te regije za približno 1600 stopinj Kelvina (ali približno 1300 stopinj Celzija) bolj vroče od povprečne temperature zgornje atmosfere v primerjavi z ostalimi površina Jupitra, kar je približno 626 stopinj Celzija. To je razloženo z dejstvom, da burni tokovi tega velikanskega neurja ustvarjajo akustične valove, usmerjene s planeta, ki nato stresejo (in s tem segrejejo) atome v zgornji atmosferi in ustvarijo tako pomembne temperaturne razlike.
To odkritje nakazuje, da sta spodnja in zgornja plast Jupitrove atmosfere medsebojno povezana in lahko vplivata drug na drugega. To dejstvo je precej presenetljivo, če upoštevate, da je zgornja plast atmosfere planeta približno 800 kilometrov širša od spodnje.
"Nismo si mislili, da bi bilo mogoče obe regiji povezati na kakšen poseben način, vendar se izkaže, da nista," pravi vodilni raziskovalec James O'Donoghue, raziskovalec planetov na bostonski univerzi.
Ta odnos lahko pomaga tudi razložiti skrivnost planetarne »energetske krize«, ki že vrsto let muči planetarne znanstvenike. Sestavljena je v tem, da so zgornje plasti atmosfere Jupiter in res vsi plinski velikani našega osončja veliko bolj vroče, kot bi morale biti. Računalniški modeli kažejo, da bi morala biti glede na to, kako daleč je od sonca planet, temperatura zgornje atmosfere Jupitra v resnici okoli 300 stopinj Kelvina (27 stopinj Celzija). Vendar neposredna opazovanja kažejo, da je njegova zgornja atmosfera veliko bolj vroča od tega kazalca. Znanstveniki niso bili povsem prepričani, kako razložiti to temperaturno neusklajenost, vendar je nova študija strokovnjake pripeljala do zaključka, da odvečna toplota prihaja iz tokov, ki so v spodnji atmosferi.
Prej je veljalo, da se avre na polovicah Jupitra lahko širijo globlje v ozračje in s tem segrejejo preostanek. Vendar, kot ugotavlja O'Donoghue, so računalniški modeli pokazali, da to ni verjetno. Zaradi presenetljivih vetrov, ki se premikajo od vzhoda do zahoda vzdolž ekvatorja Jupitra, avrore najpogosteje ostanejo izključno na polovicah planeta. Predlagana je bila druga razlaga v zvezi z zvočnimi značilnostmi neviht. Vendar neposrednih dokazov za to ni bilo. Nova študija temperatur nad Veliko rdečo točko Jupitra je znanstvenikom namignila, kako ta proces dejansko poteka.
Ponazoritev, kako Velika rdeča točka pošilja valove v zgornjo atmosfero planeta
Promocijski video:
"Dobra analogija je način, kako z žlico mešamo skodelico kave," pravi O'Donoghue.
Če žlico zavrtite v smeri urinega kazalca in jo nato ostro zasukate v nasprotni smeri urinega kazalca, se bo na površini kave oblikovalo veliko valov in brizg. In tako, da kavo mešate na ta način, jo pravzaprav segrejete. Poleg tega v okviru tega mešanja nastajajo nekateri zvočni valovi.
Približno isto se zgodi z Veliko rdečo točko. Ko se vihar vrti v nasprotni smeri urinega kazalca, zadene tokove spodnje atmosfere, ki se premikajo v smeri urinega kazalca, kar ustvarja kolosalne turbulence. Zaradi tega se akustični valovi dvigajo navpično navzgor. Valovi začnejo stresati atome v zgornji atmosferi in ga segrejejo.
Podobni procesi se dogajajo na Zemlji. Ko se na primer nad Andi premikajo zračni tokovi, zrak trči v gore in nastajajo akustični valovi, ki se dvigajo v zgornjo atmosfero in ga rahlo segrejejo. Opaža se, da tudi pri orkanu in cunamiju, ki se zgodijo na Zemlji, ozračje postane nekoliko toplejše.
Znanstveniki imajo zdaj zelo prepričljive dokaze o tem, kaj se pravzaprav dogaja z Jupitrovo Veliko rdečo piko. Po njihovem mnenju se lahko isti procesi odvijajo tudi na drugih območjih površine tega planeta. V prihodnosti raziskovalci načrtujejo začeti opazovati manjše nevihte plinskega velikana in nato izdelati dokaj natančen temperaturni zemljevid njegove zgornje atmosfere.
Opozoriti je treba tudi, da je pred kratkim vesoljsko plovilo Juno vstopilo v orbito Jupitra, ki bo preučilo tudi ta velikanski svet in bo lahko zagotovilo najbolj natančne podatke na tem planetu. Znanstveniki verjamejo, da je verjetno, da bo sonda našla podobne postopke za segrevanje ozračja pred manjšimi orkani. Poleg tega bo naprava zaradi svoje močne opazovalne opreme omogočila pogled še globlje v Veliko rdečo točko.
"Današnji članek kaže, da je Velika rdeča točka odgovorna za znatno segrevanje ozračja nad njim," pravi Mike Janssen, član misije Juno v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon.
"Naš aparat bo pomagal razložiti, kaj je odgovorno za Veliko rdečo točko."
NIKOLAY HIZHNYAK