Sonda Juno spojrzała w głąb Jowisza dzięki pomiarom grawitacyjnym

NASA zaprezentowała zdjęcia cyklonów nad biegunami Jowisza. Ukazały się też wyniki badań pomiarów grawitacyjnych z sondy Juno wskazujące, że wiatry w atmosferze Jowisza występują w niej bardzo głęboko, nawet 3000 km w głąb.

W ostatnich dniach ukazał się cykl artykułów w „Nature” przedstawiających najnowsze wyniki badań w ramach misji sondy kosmicznej Juno. Do tej pory sonda ukończyła 10 naukowych przelotów nad Jowiszem od momentu wejścia na orbitę wokół planety w lipcu 2016 r. 11 przelot naukowy ma się rozpocząć 1 kwietnia br.

Zaprezentowano m.in. zdjęcia biegunów Jowisza zbadanych przy pomocy instrumentu o nazwie Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), pracującego na pokładzie sondy Juno. Uzyskuje on obrazy w zakresie promieniowania podczerwonego i potrafi dzięki temu „zajrzeć” w warstwy od 50 do 70 kilometrów poniżej górnych wierzchołków chmur.

Na zdjęciach widać, że centralny cyklon nad biegunem północnym Jowisza jest otoczony ośmioma okołobiegunowymi cyklonami o średnicach od 4000 do 4600 kilometrów. Z kolei centralny cyklon nad biegunem południowym otacza pięć cyklonów o średnicach od 5600 do 7000 kilometrów. Są one tak ciasno rozmieszczone, że ich spirale dotykają siebie, ale mimo tego pozostają jako osobne struktury przez wiele miesięcy. Zagadką pozostaje, dlaczego cyklony te nie łączą się w jeden – np. dane z sondy Cassini wskazywały, że na Saturnie jest pojedynczy cyklon nad każdym z biegunów.

Inne wyniki badań dotyczą własności charakterystycznych pasów widocznych w atmosferze Jowisza (pasy na Jowiszu można zobaczyć z Ziemi na żywo nawet przez niewielkie amatorskie teleskopy). Głębokość, na jaką sięgają, nurtuje naukowców od dziesięcioleci. Dane grawitacyjne zebrane przez sondę Juno podczas bliskich przelotów koło planety pozwoliły odpowiedzieć na to pytanie.

Jak wskazują naukowcy w publikacjach, pomiary pola grawitacyjne pokazują asymetrię północno-południową, podobną do asymetrii obserwowanej w przypadku pasów. W przypadku planety gazowej taka asymetria może wynikać tylko z przepływów w głębszych warstwach. Im głębiej wieją wiatry, tym więcej masy się w nich przemieszcza, czego skutkiem jest silniejszy sygnał przy analizie pola grawitacyjnego. Dzięki temu analiza własności pola grawitacyjnego pozwala wysnuć wnioski na temat tego, jak głęboko sięgają wiatry w atmosferze.

Wyniki są zaskakujące, gdyż okazało się, że warstwa pogodowa Jowisza jest bardziej masywna i rozciąga się głębiej niż wcześniej zakładano. Warstwa pogodowa może sięgać nawet do 3000 km w głąb i obejmować jeden procent masy całej planety (około trzy masy Ziemi). Dla porównania, ziemska atmosfera stanowi zaledwie jedną milionową część masy całej planety.

Kolejne wyniki sugerują, że poniżej warstwy pogodowej planeta obraca się jak ciało sztywne. W przyszłych badaniach naukowcy będą chcieli lepiej poznać strefę przejściową między tymi dwoma warstwami. Być może w przypadku innych gazowych olbrzymów sytuacja jest podobna. Jeśli tak, będzie to miało konsekwencje dla modeli dużych planet w Układzie Słonecznym i w innych układach planetarnych, a nawet dla brązowych karłów.

Sonda Juno została wystrzelona z Ziemi 5 sierpnia 2011 r. z Przylądka Canaveral na Florydzie. Jest to misja amerykańskie agencji kosmicznej NASA. Dodatkowo udział w budowie dwóch instrumentów miała Włoska Agencja Kosmiczna.(PAP)

cza/ agt/