Naukowcy opublikowali dziś kilka artykułów na temat odkryć atmosferycznych Juno w czasopismach Science i Journal of Geophysical Research: Planets. Dodatkowe artykuły pojawiły się w dwóch ostatnich wydaniach Geophysical Research Letters.
„Te nowe obserwacje z Juno otwierają skarbnicę nowych informacji o enigmatycznych obserwowalnych cechach Jowisza” – powiedziała Lori Glaze, dyrektor wydziału planetarnego NASA w siedzibie agencji w Waszyngtonie. „Każdy artykuł rzuca światło na różne aspekty procesów atmosferycznych na planecie – wspaniały przykład tego, jak nasze zróżnicowane na arenie międzynarodowej zespoły naukowe pogłębiają zrozumienie naszego Układu Słonecznego”.
Juno weszła na orbitę Jowisza w 2016 roku. Podczas każdego z 37 dotychczasowych przelotów sondy kosmicznej pod jej burzliwym pokładem chmur zaglądał wyspecjalizowany zestaw instrumentów.
„Wcześniej Juno zaskakiwała nas wskazówkami, że zjawiska w atmosferze Jowisza zaszły głębiej niż oczekiwano” – powiedział Scott Bolton, główny badacz Juno z Southwest Research Institute w San Antonio i główny autor artykułu w Journal Science na temat głębokości wirów Jowisza. „Teraz zaczynamy składać wszystkie te pojedyncze elementy razem i uzyskujemy pierwsze prawdziwe zrozumienie, jak działa piękna i gwałtowna atmosfera Jowisza – w 3D”.
Radiometr mikrofalowy Juno (MWR) pozwala naukowcom misji zajrzeć pod wierzchołki chmur Jowisza i zbadać strukturę licznych burz wirowych. Najsłynniejszą z tych burz jest kultowy antycyklon znany jako Wielka Czerwona Plama. Ten szkarłatny wir, szerszy niż Ziemia, intrygował naukowców od czasu jego odkrycia prawie dwa wieki temu.
Nowe wyniki pokazują, że cyklony są cieplejsze na górze, przy niższych gęstościach atmosferycznych, podczas gdy na dole są zimniejsze, przy wyższych gęstościach. Antycyklony, które obracają się w przeciwnym kierunku, są zimniejsze na górze, ale cieplejsze na dole.
Odkrycia wskazują również, że te burze są znacznie wyższe niż oczekiwano, niektóre z nich rozciągają się 60 mil (100 kilometrów) poniżej wierzchołków chmur, a inne, w tym Wielka Czerwona Plama, rozciągają się na ponad 200 mil (350 kilometrów). To zaskakujące odkrycie pokazuje, że wiry pokrywają regiony poza obszarami, w których skrapla się woda i tworzą się chmury, poniżej głębokości, gdzie światło słoneczne ogrzewa atmosferę.
Wysokość i rozmiar Wielkiej Czerwonej Plamy oznacza, że koncentracja masy atmosfery wewnątrz burzy może być potencjalnie wykryta przez instrumenty badające pole grawitacyjne Jowisza. Dwa bliskie przeloty Juno nad najsłynniejszym miejscem Jowisza dały możliwość poszukiwania sygnatury grawitacyjnej burzy i uzupełnienia wyników MWR dotyczących jej głębokości.
Z Juno podróżującą nisko nad pokładem chmur Jowisza z prędkością około 130,000 209,000 mil na godzinę (0.01 400 km/h), naukowcy Juno byli w stanie zmierzyć zmiany prędkości na poziomie 650 milimetra na sekundę za pomocą anteny śledzącej NASA Deep Space Network, z odległości ponad 300 milionów mil (500 milionów kilometrów). Umożliwiło to zespołowi ograniczenie głębokości Wielkiej Czerwonej Plamy do około XNUMX mil (XNUMX kilometrów) poniżej wierzchołków chmur.
„Precyzja wymagana do uzyskania grawitacji Wielkiej Czerwonej Plamy podczas przelotu w lipcu 2019 r. jest oszałamiająca” – powiedziała Marzia Parisi, naukowiec Juno z NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii i główny autor artykułu w Journal Science na temat przelotów grawitacyjnych nad Wielka czerwona plama. „Możliwość uzupełnienia odkrycia MWR na temat głębokości daje nam wielką pewność, że przyszłe eksperymenty grawitacyjne na Jowiszu przyniosą równie intrygujące wyniki”.
Pasy i Strefy
Oprócz cyklonów i antycyklonów Jowisz znany jest z charakterystycznych pasów i stref – białych i czerwonawych pasm chmur oplatających planetę. Silne wiatry wschód-zachód poruszające się w przeciwnych kierunkach oddzielają pasma. Juno wcześniej odkrył, że te wiatry lub strumienie strumieniowe osiągają głębokość około 2,000 mil (około 3,200 kilometrów). Naukowcy wciąż próbują rozwiązać zagadkę powstawania strumieni strumieniowych. Dane zebrane przez MWR Juno podczas wielokrotnych przejść ujawniają jedną możliwą wskazówkę: gazowy amoniak przemieszcza się w górę iw dół w niezwykłym wyrównaniu z obserwowanymi strumieniami odrzutowymi.
„Podążając za amoniakiem, znaleźliśmy komórki cyrkulacyjne zarówno na półkuli północnej, jak i południowej, które są podobne do „komórek ferrela”, które kontrolują znaczną część naszego klimatu tu na Ziemi”, powiedział Keren Duer, doktorant z Instytutu Weizmanna. of Science w Izraelu i główny autor artykułu w Journal Science na temat komórek ferrelopodobnych na Jowiszu. „Podczas gdy Ziemia ma jedną komórkę Ferrela na półkulę, Jowisz ma osiem – każda co najmniej 30 razy większa”.
Dane z MWR Juno pokazują również, że pasy i strefy przechodzą przejście około 40 kilometrów pod wodnymi chmurami Jowisza. Na płytkich głębokościach pasy Jowisza są jaśniejsze w świetle mikrofalowym niż sąsiednie strefy. Ale na głębszych poziomach, pod chmurami wody, jest odwrotnie – co ujawnia podobieństwo do naszych oceanów.
„Nazywamy ten poziom »Jowikowiną« w analogii do warstwy przejściowej widocznej w ziemskich oceanach, znanej jako termoklina – gdzie woda morska ostro przechodzi od względnie ciepłej do względnie zimnej” – powiedział Leigh Fletcher, naukowiec uczestniczący w Juno z Uniwersytetu. z Leicester w Wielkiej Brytanii i główny autor artykułu w Journal of Geophysical Research: Planets, podkreślającego obserwacje mikrofalowe pasów i stref Jowisza przez Juno.
Cyklony polarne
Juno wcześniej odkrył wielokątne układy gigantycznych cyklonicznych burz na obu biegunach Jowisza – osiem ułożonych w ośmiokątny wzór na północy i pięć ułożonych w pięciokątny wzór na południu. Teraz, pięć lat później, naukowcy zajmujący się misją, wykorzystując obserwacje sondy Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) ustalili, że te zjawiska atmosferyczne są niezwykle odporne, pozostając w tym samym miejscu.
„Cyklony Jowisza wpływają na siebie nawzajem, powodując, że oscylują wokół pozycji równowagi” – powiedział Alessandro Mura, współbadacz Juno w Narodowym Instytucie Astrofizyki w Rzymie i główny autor niedawnego artykułu w Geophysical Research Letters na temat oscylacji i stabilności. w polarnych cyklonach Jowisza. „Zachowanie tych powolnych oscylacji sugeruje, że mają one głębokie korzenie”.
Dane JIRAM wskazują również, że podobnie jak huragany na Ziemi, te cyklony chcą poruszać się w kierunku bieguna, ale cyklony znajdujące się w środku każdego bieguna odpychają je. Ta równowaga wyjaśnia, gdzie znajdują się cyklony i różne liczby na każdym biegunie.
