Da Juno-rumfartøjet ankom Jupiter i juli 2016, kom det hurtigt til at fungere. Blandt de mange fantastiske billeder af planeten var vores første billeder af Jupiters poler nogensinde. Og hvad vi så der var en enorm overraskelse: geometriske arrangementer af cykloner i vedvarende mønstre.
Jupiters polære regioner har altid været et mysterium for jordbundne observatører. Planeten er ikke vippet meget, hvilket betyder, at polerne altid er fristende ude af udsigt. Andre rumfartøjer, der besøger Jupiter, har fokuseret på ækvatorregionerne, men Junos cirkumpolare bane giver os gode, nærbillede af Jupiters poler.
”De er ekstraordinært stabile arrangementer af sådanne kaotiske elementer. Vi har aldrig set noget lignende. ” - Morgan O’Neill, University of Chicago
Juno har en hel række instrumenter designet til at låse op for nogle af mysterierne omkring Jupiter, inklusive en infrarød billedbehandler og et synligt lyskamera. De polære regioner er et særligt fokus for missionen, og astronomer så frem til deres første syn på Jupiters skjulte poler. De blev ikke skuffede, da de fik dem.
Hver af Jupiters poler er en geometrisk række store cykloner arrangeret i vedvarende, polygonale mønstre. På den nordlige pol arrangeres otte storme omkring en enkelt polær cyklon. I syd omsluttes en storm af fem andre.
Dette var en fantastisk opdagelse, og førte hurtigt til spørgsmål omkring hvorfor og hvordan disse stormarrangementer var. Jupiters atmosfære domineres af stormaktivitet, herunder de velkendte horisontale stormbånd i ækvatorregionerne og den berømte Store røde plet. Men disse næsten kunstneriske arrangementer af polstorme var noget andet.
Det vedvarende arrangement af stormerne er et puslespil. Vores nuværende forståelse fortæller os, at stormene skulle drive rundt og smelte sammen, men disse storme gør det heller ikke. De vender bare på plads.
Et nyt papir, der er offentliggjort i Nature, ser nærmere på disse særegne stormarrangementer. Papiret er af forskere fra en international gruppe af institutioner, herunder University of Chicago. Det er et af fire papirer, der er dedikeret til nye observationer fra Juno-rumfartøjet.
En af papirets medforfattere er Morgan O’Neill, et postdoktorand fra University of Chicago. Hun bemærkede stormene og sagde: ”De er ekstraordinært stabile arrangementer af sådanne kaotiske elementer. Vi har aldrig set noget lignende. ”
Det underlige geometriske arrangement af Jupiters polstorm mindede O’Neill om noget fra biblioteket med mærkelige fysiske fænomener, der kun blev observeret under laboratorieforhold. Tilbage i 90'erne havde forskere brugt elektroner til at simulere en friktionsfri, turbulent 2-D væske, når den afkøles. Under disse forhold observerede de lignende opførsel. I stedet for at slå sammen som forventet, klumpede små virvler sig sammen og dannede lige store indbyrdes afstand rundt om et centrum. De kaldte disse matriser "virvelkrystaller."
Dette kan hjælpe med at forklare, hvad der sker ved Jupiters poler, men det er for tidligt at være sikker. ”Det næste trin er: Kan du oprette en model, der bygger en virtuel planet og forudsiger disse strømme?” O'Neill sagde. Det vil være det næste trin i forståelsen af fænomenet.
Måske er det ikke overraskende, at disse sarte udseende storme ved polerne er så vedvarende. Når alt kommer til alt, har den store røde plet på Jupiter været synlig i over 200 år. Måske er Jupiter bare enorm og stabil.
Men de polære cykloner kræver stadig en forklaring. Og uanset hvilken forklaring det er, at forstå, hvad der sker på Jupiter, vil hjælpe os med at forstå andre planeter bedre.
