I næsten 200 år har mennesker set den store røde plet (GRS) på Jupiter og spekuleret på, hvad der ligger bag den. Takket være NASAs Juno-mission er vi blevet bedre og bedre set på den. Nye billeder fra JunoCam afslører nogle af de dybere detaljer i vores solsystemes længstlevende storm.
JunoCam er det synlige lysinstrument ombord på NASAs Juno-mission til Jupiter. Det er ikke en del af Juno-rumfartøjets primære videnskabelige nyttelast. Det var inkluderet i missionen bare for at engagere os og begejstre os, og det har ikke skuffet. Men som det viser sig, tjener JunoCams billeder i høj opløsning et videnskabeligt formål.
En ny undersøgelse ledet af Agustín Sánchez-Lavega (Universitetet i Baskerlandet, Spanien) har brugt de detaljerede billeder fra JunoCam til at se nærmere på morfologien i de skyer, der udgør GRS. Indtil nu er det meste af, hvad vi ved om GRS, kommet fra tidligere missioner til Jupiter. Først var Voyager-missionerne, derefter Galileo-missionen og selvfølgelig Hubble-rumteleskopet. Billedopløsningen for hver efterfølgende mission er forbedret, men intet tæt på JunoCams opløsning.
Da billedkvaliteten blev forbedret fra så dårlig som 150 km / pixel til så fin som 7 km / pixel, er vores forståelse af GRS forbedret sammen med det. Papiret fra Sanchez-Lavega fokuserer på fem særlige morfologiske træk ved stormen: kompakte skyklynger, mesoskala bølger, spiralformede virvler, den centrale turbulente kerne og filamentstrukturer.
- Kompakte skyklynger ligner altocumulusskyer i Jordens atmosfære og kan antyde, at ammoniak kondenseres.
- Mesoskala bølger er bølge pakker, der kunne indikere regioner med stabilitet.
- Spiralformede hvirvler er hvirveler med en radius på ca. 500 km, der indikerer intens vandret vindskær.
- Den centrale turbulente kerne i GRS er ca. 5200 km lang eller ca. 40% af jordens diameter.
- Store mørke, tynde, bølgende filamenter fra 2.000 til 7.000 km i længde bevæger sig i meget høj hastighed omkring ydersiden af hvirvlen. De kan have en anden sammensætning end andre træk, eller de kan have en anden højde.
Undersøgelsen bestemmer, at selv om størrelsen på GRS har ændret sig dramatisk i løbet af de sidste 140 år, har vinden kun ændret sig beskedent siden 1979, da Voyager-missionerne besøgte Jupiter. Forfatterne antyder, at en ”dybt forankret dynamisk cirkulation” opretholder disse vindhastigheder. Yderligere antyder de, at de rige morfologier i toppen af GRS afspejler dynamikken ved skyetoppene.
Fra undersøgelsen:
En sammenligning med billeder i høj opløsning fra tidligere missioner antyder en høj tidsmæssig variation i dynamik i dette lag, stærkt håndhævet af samspillet mellem GRS og fænomener tæt på breddegrad (Sánchez-Lavega et al. 1998, 2013). Mens størrelsen på GRS har ændret sig kraftigt i de sidste 140 år (Rogers 1995; Simon et al. 2018), viser vindfeltet i GRS imidlertid beskedne ændringer i perioden 1979–2017 (figur 6), hvilket indebærer en dybt forankret dynamisk cirkulation. De rige GRS sky-top morfologier indlejret i disse vinder afspejler dynamikken øverst i systemet.
Videnskabsfolk arbejder stadig på en dybere forståelse af Jupiters atmosfære og hvordan GRS dannes og vedligeholdes. Instrumenter på Juno-rumfartøjet hjælper med dette, ligesom Hubble. Junos mikrobølgeradiometer (MWR) er designet til at undersøge den skjulte struktur under Jupiters morfologisk fantastiske skyetoppe. MWR skal være i stand til at undersøge den joviske atmosfære til en dybde på 550 km. Det har allerede afsløret, at nogle atmosfæriske træk, der er synlige på overfladen, faktisk strækker sig til en dybde på mindst 300 km.
Undersøgelsens forfattere opsummerer det bedst: ”Vores viden om GRS-dynamikken vil stige yderligere takket være de igangværende undersøgelser af lodrette tyngdekraften og observationer med MWR-instrumentet ombord i Juno sammen med en støttekampagne fra HST, Jordbaserede teleskoper og den planlagte fremtid James Webb Space Telescope (Norwood et al. 2016) af dette unikke og fascinerende fænomen. ”
- American Astronomical Society Pressemeddelelse: JunoCam fanger dynamik i Jupiters store røde plet
- Undersøgelse: The Rich Dynamics of Jupiters Great Red Spot fra JunoCam: Juno Images
- NASA Juno Mission-side
- NASA Pressemeddelelse: En helt ny Jupiter: Første videnskabsresultater fra NASAs Juno Mission
