Astronomer fra UC Berkeley brugte den massive W.M. Forskere er stadig ikke sikker på, hvorfor pletterne er blevet røde, men de tror, det kan være, at de bagud mørkere materiale op fra dybere i planetens atmosfære; når det udsættes for ultraviolet lys fra solen, bliver dette materiale rødt.
Astronomer fra University of California, Berkeley og WM Keck-observatoriet på Hawaii i sidste måned knækkede højopløsningsbilleder nær infrarøde billeder af Great Red Spot, en vedvarende storm med højt tryk på Jupiter, som en upstart storm, Red Spot Jr ., breezed af det på sit løb rundt om planeten.
Billedet, der også viser Jupiters måne Io, blev taget den 20. juli Hawaii-tid (21. juli Universal Time) af Keck II-teleskopet på Mauna Kea ved hjælp af adaptiv optik til at skærpe billedet.
Pletterne er af astronomer af interesse, fordi Red Spot Jr. først blev foretaget ved fusionen af tre hvide pletter mellem 1998 og 2000, og i december 2005 blev rød som den meget ældre Great Red Spot. Mens den nye røde plet er på størrelse med Jorden, er den store røde plet næsten dobbelt så stor som diameteren og har cirklet planeten i mindst 342 år.
Billederne, der er taget af anden generation i nærheden af infrarødt kamera (NIRC2) på Keck II, viser, at selvom de to røde pletter er omtrent den samme farve, når de ses i synlige bølgelængder, adskiller de sig markant ved infrarøde bølgelængder. Da astronomerne så planeten gennem et smalt båndfilter centreret på 1,58 mikron, næsten infrarød bølgelængde, var Red Spot Jr., som blev kaldt Oval BA, før den skiftede fra hvid til rød, meget mørkere, hvilket indikerede, at toppe af stormskyerne kan være lavere end den store røde plet. Med mere atmosfære over dens skyetoppe, absorberes mere infrarødt lys af molekyler som metan i atmosfæren.
”Red Spot Jr. er enten ikke så høj som den store røde plet, eller det er bare ikke så reflekterende, det er lige så tæt,” sagde hovedastronom Imke de Pater, professor i astronomi ved UC Berkeley. "Disse billeder vil sætte nogle begrænsninger på højden af Red Spot Jr."
Den store røde plet antages at tårne omkring 8 kilometer over det omgivende skydækk. Det faktum, at Red Spot Jr. Blev rød, kan indikere, at dens hvirvlende stormskyer også stiger højere, skønt de tilsyneladende ikke er så høje som dens større ledsager, eller skyerne er tyndere.
Hvorfor pletterne er røde er genstand for stor debat. Nogle mennesker tror, at de orkanlignende vinde på den store røde plet, der kan nå 400 miles i timen, mudrer materiale op fra dybere i planetens atmosfære, der, når de udsættes for ultraviolet sollys, bliver rødt. En kandidat er fosfengas, PH3, der er blevet påvist på Jupiter. Ultraviolet lys kan katalysere dets omdannelse til rød fosfor, P4, ifølge en af de førende teorier. Andre, mere komplicerede teorier har phosphin, der interagerer i atmosfæren med kemikalier såsom methan eller ammoniak for at danne komplekse forbindelser, såsom methylphosphan eller phosphaethyn.
Nylige undersøgelser antyder imidlertid, at den røde farve også kan tilskrives svovlallotroper, det vil sige forskellige molekylære konfigurationer, herunder kæder og ringe, af rent svovl (S3-S20). Det nye arbejde antager, at ammoniumhydrosulfidpartikler bæres opad i den store røde plet og brydes op af ultraviolet lys. Efterfølgende kemiske reaktioner fører i sidste ende til langkædede svovlallotroper, som kan variere i farve fra rød til gul.
”Juryen er stadig ude af de nøjagtige processer, der fører til den røde farve på det store røde sted - og Oval BA,” citeres de Pater som sagde i august 2006-udgaven af Sky & Telescope-magasinet.
Christopher Go, en amatørastronom, der først bemærkede farveændringen på Red Spot Jr., blev medlem af De Pater's team tidligere på året. Han bemærkede, at under det tætte møde mellem de to pletter blev Red Spot Jr. klemt sammen og strækkede sig i bevægelsesretningen. Det samme skete i 2002 og 2004, da Great Red Spot og Red Spot Jr. passerede hinanden, selvom Junior da var hvid.
Den store røde plet roterer mod vest modsat den planet, der roterer mod øst. Da vekslende bånd på den joviske overflade bevæger sig i modsatte retninger, bevæger den tilstødende Red Spot Jr sig mod øst. Planeten roterer ca. en gang hver 10. time.
En anden af de Pater's kolleger, UC Berkeley, maskiningeniørprofessor Philip Marcus, forudsagde for flere år siden, at Jupiters klima ændrede sig, baseret på forsvinden af de cykloniske storme eller pletter i båndene. Dannelsen af Red Spot Jr. fra tre mindre storme er et eksempel på dette. Blandingen af atmosfæren med disse cykloner holder temperaturen omtrent den samme over hele planeten, hævdede han, så tab af denne blanding vil få ekvator til at varme op og polerne afkøles.
Tidligere i år, den 16. april, fangede de Pater og hendes team nær-infrarøde, ultraviolette og synlige lysfotos af planeten ved hjælp af Hubble-rumteleskopet til at se nærmere på de to røde pletter. Observationer med Keck-teleskopet var en opfølgningsundersøgelse for at forsøge at måle hastighederne på den hvirvlende vind på pletterne. Jupiters lysstyrke og størrelse forvekslede imidlertid det adaptive optiksystem (AO), hvilket tvang astronomerne til at gå glip af nogle gode skud på planeten, da guidestjernen blev positioneret optimalt i forhold til Jupiter.
”Dette var sandsynligvis den mest udfordrende observation, der nogensinde er forsøgt med AO-systemet på Keck,” sagde de Pater og henviste til brugen af laserguidestjernesystemet ved siden af et så stort og lyst objekt som Jupiter. Adaptiv optik kan tage glimtet ud af et objekt forårsaget af termisk bevægelse i atmosfæren, men for at gøre dette godt skal målet være i nærheden af et andet lyst objekt, der kan tjene som reference. På nogle af billederne blev Jupiters måne Io brugt som reference "stjerne". Men indtil Io kom tæt nok til dette, blev der skabt en laserguidestjerne i nærheden af Jupiter til at tjene dette formål.
”Dette var vores første forsøg på at bruge laseren til at få AO-korrigerede billeder af Jupiters overflade,” sagde Dr. Al Conrad, en støtteastronom ved Keck-observatoriet. ”Teknikken viser løfte og vil, hvis vi fuldender det, give os mange flere muligheder for at observere dette fascinerende, stadigt skiftende objekt.”
closeup af Jupiters to røde pletter gennem et 5-mikron filter
Holdet, der omfattede Keck, der observerede supportmedlemmer Terry Stickel, David le Mignant og Marcos van Dam og UC Berkeley efter doktor Michael Wong, fik også en nærbillede af de to pletter gennem et smalbåndsfilter centreret på 5 mikron, som prøver termisk stråling fra dybt i skyet. Begge pletter forekommer mørke, fordi skyerne fuldstændigt blokerer for varme fra nedre højder, skønt smalle regioner omkring pletterne, der er blottet for skyer, viser lækage af denne varme ud i rummet.
"Disse 5 mikron-billeder afslører detaljer i skyens opacitet, der ikke ses på de andre bølgelængder, og vil hjælpe med at afdække pleternes lodrette struktur," tilføjede Wong. ”De glatte, smalle buer, der er synlige syd for hvert sted, skyldes sandsynligvis samspillet mellem pletterne og højhastighedsvindene, der afbøjes omkring dem.”
Opløsningen ved hjælp af både de smalle og brede udsigter på kameraet var ca. 0,1 buesekunder, eller kun halvdelen så god, som man kan få på en klar nat med optimal syn.
W. Keck-observatoriet driver to-teleskoper på 10 meter beliggende på toppen af Mauna Kea på øen Hawaii og ledes af Californiens forening for forskning i astronomi, et non-profit selskab, hvis bestyrelse inkluderer repræsentanter fra Caltech, University of California og NASA. For mere information, se http://www.keckobservatory.org.
Original kilde: UC Berkeley News Release
