Górna atmosfera Jowisza zaskakuje astronomów
Korzystając z Kosmicznego Teleskopu James’a Webba, naukowcy obserwowali region nad Wielką Czerwoną Plamą Jowisza. Obszar wcześniej uważany za nie wyróżniający się, zawiera wiele skomplikowanych struktur i aktywności. Badania pomogły lepiej zrozumieć, jak działa górna atmosfera gazowego olbrzyma.
Jak podkreślają astronomowie z ESA, Jowisz jest jednym z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie i jest łatwo widoczny w pogodną noc. Poza światłem północnym i południowym w regionach polarnych planety, blask górnej atmosfery gazowego olbrzyma jest słaby, co utrudnia teleskopom naziemnym dostrzeżenie szczegółów w tym regionie. Jednak czułość Webba w podczerwieni pozwoliła naukowcom dokładniej zbadać górną atmosferę planety powyżej Wielkiej Czerwonej Plamy.
Górna atmosfera Jowisza jest połączniem między polem magnetycznym globu a jego atmosferą. Astronomowie mogą tam zaobserwować jasne i żywe pokazy zorzy polarnej i południowej, które są napędzane przez materiał wulkaniczny wyrzucany z księżyca Jowisza Io.
Jednak bliżej równika na strukturę górnej atmosfery planety, jak twierdzą naukowcy, wpływa docierające światło słoneczne. Ponieważ Jowisz otrzymuje tylko 4 proc. światła słonecznego, które trafia na Ziemię, astronomowie przewidywali wcześniej, że ten obszar będzie jednorodny.
Wielka Czerwona Plama na Jowiszu była badana przez spektrograf Webba NIRSpec (Near-InfraRed Spectrograph) w lipcu 2022 roku. Obserwacje w ramach projektu Early Release Science miały na celu zbadanie czy region ten jest w rzeczywistości jednorodny, a sam obszar powyżej Wielkiej Czerwonej Plamy również został uchywcony przez teleskop. Naukowcy byli zaskoczeni odkryciem, że górna atmosfera zawiera różnorodne skomplikowane struktury, w tym ciemne łuki i jasne plamy, w całym polu widzenia. Badanie zostało opublikowane w Nature Astronomy.
„Myśleliśmy, być może naiwnie, że ten region będzie naprawdę nudny. W rzeczywistości jest tak samo interesujący jak zorza polarna, jeśli nie bardziej. Jowisz nigdy nie przestaje zaskakiwać” – mówi Henrik Melin z University of Leicester.
Chociaż światło emitowane z tego regionu jest napędzane przez światło słoneczne, naukowcy sugerują, że musi istnieć inny mechanizm zmieniający kształt i strukturę górnej atmosfery.
„Jednym ze sposobów, w jaki można zmienić tę strukturę, są fale grawitacyjne – podobne do fal rozbijających się na plaży, tworząc fale na piasku. Fale te są generowane głęboko w burzliwej dolnej atmosferze, wokół Wielkiej Czerwonej Plamy i mogą przemieszczać się wzwyż, zmieniając strukturę i emisje górnej atmosfery” – wyjaśnił Melin.
Badacze twierdzą, że takie fale atmosferyczne można czasami zaobserwować na Ziemi. Są one jednak znacznie słabsze niż te obserwowane na Jowiszu przez Webba. Astronomowie mają również nadzieję na przeprowadzenie w przyszłości dalszych obserwacji tych skomplikowanych wzorów fal, aby lepiej poznać w jaki sposób poruszają się one w górnej atmosferze planety.
Zdaniem naukowców, odkrycia te mogą wpłynąć na projekt ESA Jupiter Icy Moons Explorer, Juice, który został uruchomiony 14 kwietnia 2023 roku. Juice przeprowadzi szczegółowe obserwacje Jowisza i jego trzech dużych księżyców oceanicznych – Ganimedesa, Callisto i Europy – za pomocą zestawu instrumentów teledetekcyjnych o geofizycznych.
Misja, jak wskazują astronomowie, scharakteryzuje księżyce zarówno jako obiekty planetarne, jak i możliwe przyszłe siedliska, jak dogłębnie zbada Jowisza, aby lepiej poznać i zrozumieć gazowe olbrzymy występujące we Wszechświecie.
Emil Gołoś
