Bouře v Jupiteru narušují barevné pásy planety.

Srážená bouřková mračna hluboko v atmosféře Jupiteru ovlivňují bílé oblasti planety a barevné pásy, což způsobuje narušení jejich toků a dokonce mění jejich barvu.

V lednu 2017 byli astronomové a kolegové schopni sledovat účinky těchto viditelných bouří díky koordinovanému pozorování šesti pozemních rádiových a optických dalekohledů a Hubblova kosmického dalekohledu NASA z Kalifornské univerzity v Berkeley. Jako jasné peří v pásech, kde se objevují na amoniakových ledových mracích planety.

Pozorování nakonec pomohou planetárním vědcům porozumět složité atmosférické dynamice v Jupiteru s Velkou rudou skvrnou a barevnými pásy ve tvaru dortu, což z něj činí jednu z nejkrásnějších a stále se měnících plynných obřích planet na Zemi. Sluneční Soustava.

Jeden z těchto výparů zahlédl amatérský astronom Phil Miles v Austrálii několik dní před prvními pozorováními pole Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) v Chile a o týden později jsou fotografie pořízené Hubbleem druhým oblakem tohoto mraku. a zanechal nepořádek na nevýhodě cloudového pásma, kterým je jižní rovníkový pás. Stoupající peří pak interagovalo s větry mocného Jupitera, které šířily mraky na východ a na západ od svých výchozích bodů.

Před třemi měsíci byly severně od Severního rovníkového pásu spatřeny čtyři světlé skvrny. Ačkoli tato peří v roce 2017 zmizela, pás se rozšířil na sever a severní okraj změnil barvu z bílé na oranžově hnědou.

„Pokud jsou tyto výpary silné a nadále mají konvektivní události, mohou v průběhu času narušit jednu z těchto skupin, i když to může trvat několik měsíců,“ uvedl vedoucí studie Imke de Pater, rostoucí profesor astronomie na UC Berkeley. „S těmito pozorováními vidíme pohybující se mrak a za ostatními.“

Analýza výparů podporuje teorii, že vznikly asi 50 mil pod vrcholky mraků, v místě, kde dominují mraky kapalné vody. Dokument s vysvětlením výsledků byl přijat ke zveřejnění. Astronomický časopis a nyní online

Ve stratosféře

Jupiterova atmosféra je primárně vodík a helium, s malým množstvím metanu, amoniaku, sirovodíku a vody. Horní vrstva mraků je tvořena ledem amoniaku a skládá se z hnědých pásů a bílých oblastí, které vidíme pouhým okem. Pod touto vnější vrstvou mraku je vrstva pevných částic hydrogensulfidu amonného. Ještě hlouběji, asi 80 kilometrů pod vrchní vrstvou mraků, je vrstva kapiček kapalné vody.

Bouřková mračna studovaná Paterem a jeho týmem vypadají jako jasný smog v pásech a oblastech a chovají se jako kumulonimbové mraky, které předcházejí bouřím na Zemi. Jupiterova bouřková mračna, stejně jako ta na Zemi, jsou často doprovázena blesky.

Optická pozorování však nemohou vidět pod mraky amoniaku, takže Pater a jeho tým dále vyšetřují pomocí radioteleskopů, včetně ALMA a také Very Large Array (VLA) v Novém Mexiku. Národní vědecká nadace. Národní radioastronomická observatoř.

První pozorování Jupiterovy sekvence ALMA proběhlo mezi 3. a 5. lednem 2017, několik dní poté, co amatérští astronomové uviděli jeden z těchto jasných mraků v jižním rovníkovém pásu planety. O týden později zachytil Hubble, observatoře VLA, Gemini, Keck a Subaru na Havaji a dalekohled VLT (Very Large Telescope) v Chile snímky ve viditelném, rádiovém a středním infračerveném pásmu.

De Pater spojil rádiová pozorování ALMA s dalšími daty, zaměřil se konkrétně na nově připravenou bouři, která rozbila ledové mraky amoniaku na horní palubě.

Data ukázala, že tyto bouřkové mraky dosáhly výšky tropopauzy, nejchladnější části atmosféry, kde se šířily podobně jako kovadlinkovité mraky ve tvaru kovadliny, které na Zemi vytvářejí blesky a hromy.

“Naše pozorování ALMA jsou první, která ukazují, že během energetického výbuchu vznikají vysoké koncentrace plynného amoniaku,” řekl De Pater.

Pozorování jsou v souladu s teorií, jak se tyto mraky formují a nazývají se mokrá konvekce. Podle této teorie přináší konvekce dostatečně vysokou směs amoniaku a vodní páry, aby kondenzovala na kapičky kapaliny asi 80 kilometrů pod mraky. Zkondenzovaná voda uvolňuje teplo, které rozšiřuje mrak a rychle ho tlačí nahoru skrz další vrstvy mraků a nakonec rozkládá ledové mraky amoniaku v horní atmosféře.

Hybnost z kolony nese podchlazený amoniakální mrak nad stávajícími ledovými mraky amoniaku, dokud nezmrzne a vytvoří jasně bílý oblak, který vyniká proti barevným pásům obklopujícím Jupiter.

“Měli jsme velké štěstí z těchto dat, protože byla pořízena jen několik dní poté, co amatérští astronomové našli lesklé pírko v jižním rovníkovém pásu,” řekl De Pater. „S ALMA jsme se podívali na celou planetu a viděli jsme tento mrak, a protože ALMA hledala pod vrstvami mraků, mohli jsme vlastně vidět, co se děje pod mraky amoniaku.“

Hubble pořídil snímky týden po ALMA a zachytil dvě odlišné jasné skvrny, což znamená, že mraky pocházely ze stejného zdroje a byly neseny na východ proudem vysoké výšky, kterým je Kemer.

Shodou okolností, před třemi měsíci, bylo pozorováno světlé peří severně od pásu severního rovníku. Pozorování provedená v lednu 2017 ukázala, že se pás rozšířil a pásmo, kde bylo poprvé vidět peří, se změnilo z bílé na oranžovou. De Pater má podezření, že expanze severního rovníkového pásu na sever je výsledkem toho, že se plyn z výparů bez amoniaku vrací do hlubší atmosféry.

De Paterův kolega a spoluautor Robert Sault z University of Melbourne v Austrálii použil vlastní počítačový software k analýze dat ALMA k získání povrchových rádiových map srovnatelných s fotografiemi viditelného světla pořízenými Hubbleem. .

“Rotace Jupitera každých 10 hodin často rozmazává rádiové mapy, protože jejich sledování trvá hodiny,” řekl Sault. “Také kvůli velké velikosti Jupitera jsme museli” skenovat “planetu, abychom nakonec mohli vytvořit velkou mozaiku. Vyvinuli jsme techniku ​​pro vytvoření úplné mapy planety. “

K datům VLT přispěli Leigh Fletcher a Padraig Donnelly z University of Leicester ve Velké Británii, Glenn Orton a James Sinclair z Jet Propulsion Laboratory v Kalifornii a Yasuma Town z University of Tokyo v Japonsku. SUBARU. Gordon Bjoraker z Goddardova vesmírného letového střediska NASA v Marylandu a Máté Ádámkovics z Clemson University v Jižní Karolíně analyzovali Keckova data.

Práce byla podpořena cenou NASA Planetary Astronomy Award (NNX14AJ43G) a cenou Solar System Observations Award (80NSSC18K1001).