Zdumiewająca natura Jowisza

Informacje przesłane przez misję kosmiczną Juno zmieniają całkowicie wiedzę o największej planecie w Układzie Słonecznym.

Publikacja: 13.03.2018 17:42

Sonda Juno odkryła, że atmosfera Jowisza ma 3 tys. km grubości

Sonda Juno odkryła, że atmosfera Jowisza ma 3 tys. km grubości

Foto: materiały prasowe NASA

W maju 2005 roku NASA podjęła decyzję o wysłaniu w kierunku Jowisza misji bezzałogowej, której zadaniem miało być zbadanie składu i struktury atmosfery tej planety oraz wykonanie pomiarów jej pola magnetycznego i grawitacyjnego. 5 lipca 2016 roku, po prawie pięciu latach lotu, sonda Juno weszła na orbitę polarną wokół Jowisza. Pierwszym zadaniem Juno było zbadanie tzw. Wielkiej Czerwonej Plamy – ogromnego stałego antycyklonu, który został odkryty w 1664 roku przez brytyjskiego fizyka Roberta Hooke'a.

Zdjęcia wykonane podczas tego przelotu wskazują, że chmury Wielkiej Czerwonej Plamy rozciągają się co najmniej 350 km w głąb atmosfery planety. Oznacza to, że burza jest tak głęboka, jak porównywalna odległość między Międzynarodową Stacją Kosmiczną a powierzchnią Ziemi.

Wielka Czerwona Plama

W 2017 roku Juno wykonała pierwszy bliski przelot nad Wielka Czerwoną Plamą na wysokości 9000 km. Sonda przeskanowała głębokie warstwy chmur, precyzyjnie mierząc temperaturę atmosfery olbrzymiej burzy głębokiej na setki kilometrów.

Radiometr sondy wykonał badania w sześciu różnych długościach fal. Wyniki zaskoczyły naukowców. Okazało się, że gaz pod powierzchnią Wielkiej Czerownej Plamy staje się coraz cieplejszy z głębokością.

Fakt, że obszar burzowy o średnicy 16 tys. km jest cieplejszy w dolnych partiach niż na górze, może pomóc wyjaśnić, dlaczego prędkość wiatru tej burzy wynosi aż 120 m na sekundę. Ciepłe powietrze unosi się, nieustannie dostarczając energii napędzającej cyklon. Nieznaczne spadki tych temperatur powodują, że Wielka Czerwona Plama zmienia swoje wymiary. Czasami ma 40 na 24 tys. km, a bywają okresy, kiedy zmniejsza się do wielkości 12 na 14 tys. km.

Olbrzym w paski

Jowisz widziany z przestrzeni kosmicznej przypomina piłkę plażową pomalowaną w paski. Jako pierwszy te malownicze pasy atmosferyczne kosmicznego giganta ujrzał Galileusz. Ale dopiero sonda Juno wykryła w zeszłym roku, że mają one ponad 1600 km głębokości i utrzymują tyle gazu, że ich masa jest prawie trzy razy większa od masy całej Ziemi.

– Tworzą się one pod wpływem niezwykle silnych wiatrów – tłumaczy naturę pasów Yohai Kaspi, kierownik jednego z trzech projektów badawczych misji Juno i astronom z Instytutu Naukowego Weizmanna w Rehovot w Izraelu. – Jeszcze do niedawna naukowcy nie byli pewni, jak głębokie są te olbrzymie pasma atmosferyczne. Dopiero trójwymiarowe zdjęcia wykonane przez sondę Juno z orbity Jowisza pokazały, że smugi sięgają znacznie głębiej, niż się spodziewano.

Dotychczas jedyne dane dotyczące struktury wnętrza Jowisza uzyskaliśmy z sondy Galileo, która zakończyła swoją misję, wpadając w atmosferę tej planety w 1995 roku. Informacje, które przesłał nam Galileo, były nieporównywalnie skromniejsze niż te, które uzyskujemy obecnie od Juno.

– Przypominały dane, jakie zdobyliby kosmici, gdyby wysłali sondę na Ziemię i wylądowali na Saharze. Byliby zapewne przekonani, że Ziemia jest planetą pustynną – uważa naukowiec planetarny Michael Wong z Caltech. – Juno daje nam nowe zrozumienie oddziaływań powstających we wnętrzu Jowisza. Nawet sobie nie wyobrażaliśmy, że zdobędziemy tak precyzyjne informacje o wnętrzu tej gigantycznej planety.

Ponieważ pasy atmosferyczne Jowisza poruszają się z prędkością około 360 km na godzinę, zakłócają rozkład masy na całej planecie. Mapowanie pola grawitacyjnego Jowisza przeprowadzone przez misję Juno może rzucić światło na to, jak głęboko te wiatry rozciągają się pod powierzchnią.

Naukowcy odkryli, że pasy te są głębokie na 3000 km. Zajmują około jednej dwudziestej odległości między powierzchnią zewnętrzną i jądrem planety. To znacznie głębiej, niż wcześniej sądzono. Jednocześnie te przepływy stanowią 1 proc. masy Jowisza, czyli odpowiednik trzech mas Ziemi. Dla porównania, ziemska atmosfera stanowi mniej niż jedną milionową masy Ziemi. A to wskazuje, że wnętrze Jowisza nie posiada prawdopodobnie stałego rdzenia. Naukowcy nie mają jednak co do tego pewności. Dopiero kolejne informacje przesłane przez sondę będą mogły potwierdzić, czy Jowisz ma solidny rdzeń i jaka jest jego masa.

Dotychczasowe dane przesłane przez sondę wskazują, że pod poziomem tych olbrzymich pasów atmosferycznych całe wnętrze planety porusza się jak pojedyncze ciało ciekłe. Innymi słowy, zachowuje się jak sztywna bryła, choć ma płynną naturę. Wcześniejsze prace sugerowały, że dzieje się tak, ponieważ przy wysokich ciśnieniach występujących na Jowiszu wodór, który składa się na większą część planety, dzieli się na protony i elektrony, które generują silne siły magnetyczne, tłumiące wiatry płynące w przeciwnych kierunkach.

W maju 2005 roku NASA podjęła decyzję o wysłaniu w kierunku Jowisza misji bezzałogowej, której zadaniem miało być zbadanie składu i struktury atmosfery tej planety oraz wykonanie pomiarów jej pola magnetycznego i grawitacyjnego. 5 lipca 2016 roku, po prawie pięciu latach lotu, sonda Juno weszła na orbitę polarną wokół Jowisza. Pierwszym zadaniem Juno było zbadanie tzw. Wielkiej Czerwonej Plamy – ogromnego stałego antycyklonu, który został odkryty w 1664 roku przez brytyjskiego fizyka Roberta Hooke'a.

Pozostało 90% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Kosmos
NASA szuka sposobu na sprowadzanie próbek z Marsa. Tanio i szybko
Kosmos
Odszedł Peter Higgs, odkrywca boskiej cząstki
Kosmos
Badania neutrin pomogą rozwiązać zagadkę powstania wszechświata
Kosmos
Księżyc będzie miał własną strefę czasową? Biały Dom nakazał ustalenie standardu
Kosmos
Astronomowie odkryli tajemnice galaktyki z początku istnienia wszechświata