Glavni AstronomijaAtmosferski pasovi Jupiter gredo presenetljivo globoko

Atmosferski pasovi Jupiter gredo presenetljivo globoko

Astronomija : Atmosferski pasovi Jupiter gredo presenetljivo globoko

Že več stoletij astronomi opazujejo vrtoglavo površino Jupitra in so bili nad njegovo pojavnostjo osupnjeni in mistificirani. Skrivnost se je poglobila šele, ko je leta 1995 vesoljsko plovilo Galileo doseglo Jupiter in začelo poglobljeno preučevati njegovo ozračje. Od takrat so astronomi zmedeni nad njenimi barvnimi pasovi in ​​se spraševali, ali gre le za površinski pojav ali nekaj, kar sega globlje.

Zahvaljujoč vesoljskemu plovilu Juno, ki kroži po Jupitru od julija 2016, so znanstveniki zdaj veliko bližje odgovoru na to vprašanje. Pretekli teden so bile objavljene tri nove študije, ki temeljijo na podatkih Juno, ki so predstavili nove ugotovitve o Jupitrovem magnetnem polju, njegovem vrtenju v notranjosti in o tem, kako globoko segajo pasovi. Vse te ugotovitve revidirajo, kaj si znanstveniki mislijo o Jupitrovi atmosferi in njenih notranjih plasteh.

Študije so bile naslovljene "Merjenje Jupitrovega asimetričnega gravitacijskega polja", "Jupitrovi tokovi atmosferskih curkov segajo na tisoče kilometrov globoko" in "Zatiranje diferencialne rotacije v Jupitrovi globoki notranjosti", ki so bile objavljene v Nature 7. marca 2018. Študije je vodil prof. Luciano Iess z rimske univerze Sapienza, drugi prof. Yohai Kaspi in dr. Eli Galanti z Znanstvenega inštituta Weizmann, tretji pa prof. Tristan Guillot z Observatoire de la Cote d '. Azur.

Jupitrov južni pol, odvzet med letalom Juno 16. decembra 2017. Kredita: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / David Marriott

Raziskovalna prizadevanja sta vodila Professo Kaspi in dr. Galanti, ki sta bila poleg tega, da sta bila glavna avtorja druge študije soavtorja na drugih dveh. Par se je pripravljal na to analizo, še preden se je Juno predstavil leta 2011, v tem času pa so izdelali matematična orodja za analizo podatkov gravitacijskega polja in boljše spoznavanje Jupitrove atmosfere in njene dinamike.

Vse tri študije so temeljile na podatkih, ki jih je zbral Juno, ko je vsakih 53 dni prehajal z enega Jupitrovega pola na drugega - manever, znan kot "perijove". Z vsakim prehodom je sonda uporabljala svoj napredni nabor instrumentov, da je pokukala pod površinske plasti atmosfere. Poleg tega so merili radijske valove, ki jih oddaja sonda, da bi ugotovili, kako se z gravitacijskim poljem planeta premakne z vsako orbito.

Kot so astronomi že nekaj časa razumeli, Jupiter sje curki tečejo v pasovih od vzhoda do zahoda in zahoda proti vzhodu. V tem procesu motijo ​​enakomerno porazdelitev mase na planetu. Z merjenjem sprememb v gravitacijskem polju planeta (in s tem masnega neravnovesja) sta dr. Kaspi in analitična orodja dr. Kaspi lahko izračunala, kako globoke nevihte se razprostirajo pod površjem in kaj je Notranja dinamika je takšna.

Predvsem pa je ekipa pričakovala, da bo našla nepravilnosti zaradi načina, kako planet odstopa od popolne krogle, kar je posledica tega, kako ga hitro vrtenje rahlo stisne. Poiskali pa so tudi dodatne anomalije, ki bi jih lahko pojasnili zaradi prisotnosti močnih vetrov v ozračju.

Ta slika iz Juno s JunoCam je ujela južni pol samo v vidni svetlobi. It sa sestavljanka, zakaj sta si severni in južni pol tako podobna, vendar imata različno število ciklonov. Slika: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles

V prvi študiji sta dr. Iess in njegovi sodelavci uporabili natančno dopplerjevo sledenje vesoljskim plovilom Juno, da so izvedli meritve Jupiterjevih gravitacijskih harmonik enakomernih in nenavadnih. Ugotovili so, da je magnetno polje Jupiter s asimetrija sever-jug, kar kaže na notranje tokove v atmosferi.

Analiza te asimetrije je bila nadaljevana v drugi študiji, v kateri so dr. Kaspi, dr. Galanti in njihovi sodelavci uporabili variacije gravitacijskega polja planeta, ki so izračunali globino Jupiterja na vzhodu-zahodu curki curka. Z merjenjem, kako ti curki povzročajo neravnovesje v gravitacijskem polju Jupiter in celo motijo ​​maso planeta, so ugotovili, da segajo do globine 3000 km (1864 mi).

Profesor Guillot in njegovi sodelavci so iz vsega tega izvedli tretjo raziskavo, v kateri so uporabili prejšnje ugotovitve o gravitacijskem polju planeta in curkov planeta in rezultate primerjali z napovedmi notranjih modelov. Iz tega so ugotovili, da se notranjost planeta vrti skoraj kot togo telo in da se diferencialno vrtenje zmanjšuje dlje navzdol.

Poleg tega so ugotovili, da se cone atmosferskega pretoka razširijo na med 2.000 km (1243 mi) in 3.500 km (2175 milj) globoko, kar je skladno z omejitvami, pridobljenimi iz nenavadnih gravitacijskih harmonik. Ta globina ustreza tudi točki, ko bi električna prevodnost postala dovolj velika, da bi magnetno povleklo zmanjšalo diferencialno vrtenje.

Na podlagi njihovih ugotovitev je ekipa izračunala tudi, da atmosfera Jupiterja predstavlja 1% njegove celotne mase. Za primerjavo, Zemljina atmosfera je manj kot milijonto celotne mase. Kakor je dr. Kaspi pojasnil v sporočilu za javnost Weizzmannovega instituta, je bilo to presenetljivo:

"To je veliko več, kot je kdo mislil, in več kot tisto, kar je bilo znano z drugih planetov v Osončju. To je v bistvu masa, enaka trem Zemlji, ki se gibljejo s hitrostmi več deset metrov na sekundo. "

Po vsem tem so te študije osvetlile Jupitrovo atmosfersko dinamiko in notranjo strukturo. Trenutno tema tega, kar prebiva v Jupitrovem jedru, ostaja nerešena. Toda raziskovalci upajo, da bodo analizirali nadaljnje meritve, ki jih je opravil Juno, da bi ugotovili, ali ima Jupiter trdno jedro, in (če je tako), da določijo njegovo maso. To pa bo astronomom pomagalo izvedeti veliko o zgodovini in nastanku Osončja.

Poleg tega si Kaspi in Galanti prizadevata uporabiti nekatere iste metode, ki so jih razvili za označevanje Jupitrovih curkov, da bi se spoprijeli z njegovo najbolj ikonično značilnostjo - Jupiterjevo Veliko rdečo točko. Poleg tega, da bodo ugotovili, kako globoko se širi nevihta, upajo, da bodo izvedeli tudi, zakaj ta nevihta obstaja toliko stoletij in zakaj se v zadnjih letih opazno zmanjšuje.

Misija Juno naj bi se zaključila julija 2018. Sonda bo s preprečevanjem kakršnih koli podaljškov vodila nadzorovan deorbit v Jupitrovo ozračje po izvedbi perijove 14. Vendar pa bodo znanstveniki, tudi ko bo misija končana, analizirali podatke, ki jih je zbrala. za prihodnja leta. Kar kaže na največji planet Osončja, bo šlo tudi daleč v smeri obveščanja o razumevanju Osončja.

Nadaljnje branje: Weizmannov inštitut za znanost , narava, narava (2), narava (3),

Kategorija:
Izdelava zemljevida temne energije
Na obrobju osončja je bil najden nov planet pritlikavec, ki je astronomom dal več streliva za iskanje dokazov o planetu 9