Jupiter. Billedkredit: NASA / JPL Klik for større billede
Turbulens drevet af sollys og tordenvejr kan muligvis forklare de flere øst-vest jetstrømme på Jupiter og Saturn og endda producere stærk vind, der strækker sig hundreder eller tusinder af kilometer ind i det indre, langt under de højder, hvor jetflyene drives.
Forskere har forsøgt at forstå mekanismerne, der danner jetstrømmene og kontrollere deres struktur, siden de første højopløsningsbilleder af Jupiter blev returneret af Pioneer og Voyager rumfartøj i 1970'erne.
På Jorden udgør jetstrømmene - smalle luftstrømme, der flyder fra vest til øst i mellemlængderne - en vigtig komponent i vores planet globale cirkulation, og de kontrollerer meget af det store vejr, som USA og andre lande oplever uden for troperne. Tilsvarende øst-vest jetstrømme dominerer cirkulationen af de gigantiske planeter Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune og når op til 400 miles i timen på Jupiter og næsten 900 miles i timen på Saturn og Neptune. Spørgsmålet om, hvad der forårsager disse jetstrømme, og hvor dybt de strækker sig ind i det indre af gigantplaneterne forbliver nogle af de vigtigste uløste problemer i studiet af planetariske atmosfærer.
Adam Showman og Yuan Lian fra University of Arizona i Tucson og Peter Gierasch fra Cornell University i Ithaca, New York, forklarede, hvordan sky-lags turbulens kan køre dybe jetfly på det 37. årlige møde i Division of Planetetary Sciences i American Astronomical Society , afholdt i Cambridge, England.
Lian, Showman og Gierasch udførte computersimuleringer, der viser, at horisontale temperaturkontraster - genereret af sollys eller forskelle i tordenvejrsaktivitet - kan producere flere jetstrømme, der trænger dybt ind i det indre af en gigantisk planet. I simuleringerne inducerer temperaturkontrasterne dyb penetrerende cirkulationsceller, som igen driver de dybe jetfly. Undersøgelsen, der bruger en avanceret tredimensionel computermodel, er blandt de første, der tillader en vurdering af, hvordan jetfly dannet nær toppen af atmosfæren interagerer med interiøret.
De fleste planetariske videnskabsmænd har antaget, at jetfly, der pumpes nær toppen af atmosfæren, forbliver begrænset til disse lave lag, og vi har vist, at dette ikke er en gyldig antagelse, ”sagde Showman.
NASAs Galileo Probe, som faldskærmede gennem Jupiters atmosfære i 1995, var delvis beregnet til at hjælpe med at besvare spørgsmålet om, hvor dybt jetstrømmene strækker sig. Sonden fandt stærke vinde, der strækkede sig mindst 150 kilometer (næsten 100 miles) under skyerne. Planetforskere har bredt fortolket denne måling som bevis for, at jetflyene er drevet fra dybt inde i Jupiters indre. Den nye undersøgelse udfordrer denne fortolkning.
”Vi ved stadig ikke, om jetflyene på de kæmpe planeter er drevet ovenfra eller inden i det dybe indre,” sagde Showman. ”Men vores undersøgelse viser, at de dybe vinder, der blev målt ved Galileo-sonden, lige så let kunne være resultatet af lavvandet skylagsturbulens som fra turbulens dybt inde i Jupiters indre.”
”Dette resultat er i modstrid med en mangeårig antagelse fra mange planetariske videnskabsfolk.”
Den nye undersøgelse viser også, at turbulensen under realistiske forhold ikke kun kan frembringe adskillige jetstrømme, men en stærk strøm mod øst ved ækvator, som observeret på Jupiter og Saturn. Sådanne strømme er notorisk vanskelige at fremstille i atmosfæriske modeller, bemærkede Showman.
Original kilde: NASA Astrobiology
