Vědci odhalují tajemství Jupiteru

Vědci odhalují tajemství Jupiteru

Nový výzkum odhalil řešení „energetické krize“ Jupitera, která je pro astronomy záhadou po celá desetiletí. Astronomové vytvořili podrobnou globální mapu horních vrstev plynového obra, což potvrzuje, že silné polární záře Jupitera jsou zodpovědné za dodávku celoplanetárního ohřevu.

Nový výzkum publikovaný v časopise Nature odhalil řešení „energetické krize“ Jupitera, která po celá desetiletí mate astronomy. Vesmírní vědci z University of Leicester spolupracovali s kolegy z Japonské vesmírné agentury (JAXA), Bostonské univerzity, NASA Goddard Space Flight Center a Národního institutu informačních a komunikačních technologií (NICT), aby odhalili mechanismus atmosférického ohřevu Jupitera.

Astronomové nyní pomocí údajů z observatoře Keck na Havaji vytvořili nejpodrobnější globální mapu horní atmosféry plynového obra, což poprvé potvrdilo, že za polární ohřev jsou zodpovědné silné polární záře Jupitera.

Dr. James O\’Donoghue je výzkumným pracovníkem JAXA a dokončil doktorát v Leicesteru a je hlavním autorem výzkumné práce. K výzkumu se vyjádřil následovně: „Poprvé jsme se začali pokoušet vytvořit globální tepelnou mapu nejvyšší atmosféry Jupitera na univerzitě v Leicesteru. Signál nebyl dostatečně jasný, aby v té době odhalil cokoli mimo polární oblasti Jupitera, ale s poučením z této práce se nám podařilo o několik let později zajistit jeden z největších a nejkonkurenceschopnějších teleskopů na Zemi“.

Dále dodal: „Pomocí teleskopu Keck jsme vytvořili teplotní mapy mimořádných detailů. Zjistili jsme, že teploty začínají v polární záři velmi vysoko, jak se očekávalo od předchozích prací, ale nyní jsme mohli pozorovat, že  se zdá, že celou planetu zahřívá polární záře Jupitera, přestože zabírala méně než 10% plochy planety“.

jupiter-g570aab1b9_640

Zmíněný výzkum byl zahájen v Leicesteru a následně pokračoval na univerzitě v Bostonu a v NASA, než skončil v japonské JAXA. Spolupracovníci z různých kontinentů, kteří společně pracovali na projektu učinili tuto studii úspěšnou a to díky datům z kosmické lodi NASA Juno na oběžné dráze kolem Jupiteru.

Dr. Tom Stallard a Dr. Henrik Melin jsou oba členy školy fyziky a astronomie na univerzitě v Leicesteru. Dr. Stallard k výzkumu dodal: „Ve vrcholné fázi každé obří planety v naší sluneční soustavě existuje v její atmosféře velmi dlouho trvající hádanka. S každou vesmírnou misí týkající se Jupiteru jsme za posledních 50 let důsledně měřili rovníkové teploty, které jsou příliš horké“. Tyto naměřené teploty na Jupiteru se porovnávaly s hodnotami naměřenými na Zemi.

Tato„ energetická krize “je dlouhodobým problémem. Vědci nedokáží správně vymodelovat model, který by jim pomohl odhalit, jak proudí teplo z polární záře nebo jestli se v blízkosti polární záře nachází nějaký jiný neznámý zdroj tepla. Výzkumníci také dodávají: „Studie popisuje, jak jsme tuto oblast zmapovali v nebývalých podrobnostech a ukázali jsme, že na Jupiteru je ekvatoriální ohřev přímo spojen s polárním ohřevem“.

Polární záře se objevuje, když jsou nabité částice zachyceny v magnetickém poli planety. Tyto spirály podél siločar směřují k magnetickým pólům planety, přičemž atomy a molekuly v atmosféře uvolňují světlo a energii.

Na Zemi to vede k charakteristické světelné show, která tvoří Aurora Borealis a Australis. Na Jupiteru materiál chrlící se z jeho vulkanického měsíce Io vede k nejsilnější polární záři ve sluneční soustavě a obrovskému ohřevu v polárních oblastech planety.

Ačkoli jovianské polární záře jsou již dlouhou dobu hlavním kandidátem na ohřívání atmosféry planety, pozorováním se to dosud nedokázalo potvrdit ani vyvrátit.

Předchozí mapy vyšší atmosférické teploty byly vytvořeny pomocí obrázků sestávajících pouze z několika pixelů. To není dostačující rozlišení na to, aby vědci dobře viděli, jak by se mohla teplota na celé planetě měnit, což by jim mohlo poskytnout několik vodítek o původu vysokých teplot.

space-gf0d5aed37_640

Výzkumníci vytvořili pět map atmosférické teploty v různých prostorových rozlišeních. Tým nasbíral více než 10 000 jednotlivých datových bodů, přičemž mapoval pouze body s nejistotou menší než pět procent.

Modely atmosféry plynných obrů naznačují, že fungují jako obří lednice, přičemž tepelná energie je odebírána z rovníku směrem k pólu a ukládána v nižších vrstvách atmosféry v těchto pólových oblastech.

Tato nová zjištění naznačují, že rychle se měnící polární záře mohou proti tomuto pólovitému proudění pohánět vlny energie, což umožňuje teplu dosáhnout rovníku.

Pozorování také ukázala oblast lokalizovaného ohřevu v subururální oblasti, kterou lze interpretovat jako omezenou vlnu tepla šířícího se rovně, což lze interpretovat jako důkaz procesu pohánějícího přenos tepla.

Planetární výzkum na univerzitě v Leicesteru sahá po celé šíři Jovianského systému, od magnetosféry a atmosféry planety až po různorodou sbírku satelitů.

Vědci z Leicesteru jsou členy mise Juno složené z globálního týmu astronomů pozorujících obří planetu a vedou pozorování Jupitera z připravovaného vesmírného teleskopu Jamese Webba. Leicester také hraje vedoucí úlohu ve vědě a přístrojové technice v programu Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) Evropské vesmírné agentury (ESA), který má být spuštěn v roce 2022.