Naukowcy pomierzyli rekordowe prędkości wiatrów w stratosferze Jowisza

Przy pomocy sieci radioteleskopów ALMA astronomom udało się po raz pierwszy bezpośrednio zmierzyć prędkości wiatrów wiejących w środkowej części atmosfery Jowisza, największej planety Układu Słonecznego. Osiągane prędkości to rekordowe 1450 km/h. O wynikach poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Jeśli spojrzymy na zdjęcia Jowisza, to widać na nim czerwonawe i białe pasma chmur. Obserwując je astronomowie mogą mierzyć prędkości i śledzić ruchy wiatrów w niższych warstwach atmosfery. Z kolei z silnymi wiatrami w górnej części atmosfery wydają się być związane dynamiczne poświaty (zorze) w pobliżu biegunów planety.

Jednak do tej pory był problem z mierzeniem prędkości wiatrów w środkowej części atmosfery, w warstwie zwanej stratosferą. Powodem jest brak chmur w tej warstwie. Do nowych pomiarów udało się jednak wykorzystać pewne zdarzenie, które wystąpiło w 1994 roku, a jego skutki wydają się trwać do tej pory. Chodzi o uderzenie w Jowisza komety Shoemaker-Levy 9. Wytworzyło to w stratosferze planety nowe cząsteczki, które do tej pory przemieszczają się wraz z wiatrami.

Zespół astronomów, którym kieruje Thibault Cavalié z Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux we Francji, prześledził jedną z tych cząsteczek: cyjanowodór. Najbardziej spektakularnym wynikiem tych badań jest odkrycie, iż w stratosferze występują silne strumienie o prędkościach do 400 metrów na sekundę, czyli około 1450 km/h. Wartość ta ponad dwa razy przekracza maksymalne prędkości wiatrów w Wielkiej Czerwonej Plamie – olbrzymiej burzy na Jowiszu obserwowanej od kilkuset lat. Gdy porównamy z wiatrami na Ziemi, jest to ponad trzy razy więcej niż najszybsze wiatry wiejące w tornadach.

Detekcja wskazuje, że strumienie te mogą zachowywać się jak gigantyczny wir o średnicy do czterech razy większej niż Ziemia i wysokości około 900 kilometrów. Wir tej wielkości byłby unikalną meteorologiczną „bestią” w naszym Układzie Słonecznym – mówią naukowcy.

Astronomowie byli świadomi istnienia silnych wiatrów w pobliżu biegunów Jowisza, ale znacznie wyżej w atmosferze, setki kilometrów ponad obszarem analizowanym w nowych badaniach. Poprzednie badania przewidywały, że wiatry w górnej atmosferze spowalniają prędkość i zanikają na długo przed osiągnięciem stratosfery.

„Nowe dane z ALMA pokazują nam coś przeciwnego. Znalezienie silnych wiatrów stratosferycznych w pobliżu biegunów Jowisza było prawdziwą niespodzianką" – tłumaczy Thibault Cavalié z Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux we Francji, kierujący zespołem badawczym.

Do obserwacji wykorzystano 42 z 66 anten sieci radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Mierzono przesunięcie dopplerowskie, czyli niewielkie zmiany częstotliwości promieniowania emitowanego przez cząsteczki. Mierząc te wartości można było wydedukować prędkości wiatrów. Co ciekawe, same obserwacje zajęły mniej niż pół godziny czasu obserwacyjnego teleskopu ALMA, przy zachowaniu dużego poziomu szczegółów.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Astronomy & Astrophysics”. Z kolei ALMA to międzynarodowy projekt realizowany wspólnie przez Europę, Amerykę Północną i Azję Wschodnią. Europa jest reprezentowana przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), do którego należy Polska. (PAP)

cza/ ekr/