A Jupiter hangulatának kavargó lombkoronajánál a felhőtlen foltok annyira kivételesek, hogy a nagyok különleges forrást kapnak. Pontosan, hogy ezek a tisztások hogyan alakulnak, és miért találhatók csak a bolygó egyenlítője közelében, már régóta rejtélyek. A NASA Cassini űrhajója által készített képek felhasználásával a tudósok új bizonyítékokat találtak arra, hogy a Jupiter légkörében a forró pontokat egy Rossby-hullám hozza létre, a minta a Föld légkörében és az óceánokban is megfigyelhető. A csapat úgy találta, hogy a forró pontokért felelős hullám felfelé és lefelé csúszik a légkör rétegein, mint egy körhinta ló körhinta körül.
"Ez az első alkalom, amikor valaki egy bizonyos időszakon keresztül szorosan nyomon követi a több forró pont formáját, ami a legjobb módszer e tulajdonságok dinamikus jellegének felmérésére" - mondta a tanulmány vezető szerzője, David Choi, a NASA posztdoktori munkatársa. dolgozik a NASA Goddard Űrrepülési Központjában, Greenbeltben, Md. A papírt online közzéteszik az Icarus folyóirat áprilisi számában.
Choi és kollégái időről-időre filmeket készítettek a Cassini által a Jupiter repülése során, 2000 végén, amikor az űrhajó közelebb állt a bolygóhoz, megfigyelések százaiból. A filmek a Jupiter egyik sötét öve és az élénkfehér zónák között, az Egyenlítőtől kb. 7 fokkal északra fekvő forró pontok között nagyítanak. Körülbelül két hónapot (a Földidőben) lefedő tanulmány megvizsgálja a forró pontok méretének és alakjának napi és heti változásait, amelyek mindegyike nagyobb területet fed le, mint átlagosan Észak-Amerika.
A tudósok tudnivalói a forró pontokról a NASA Galileo misszióján alapultak, amely egy légköri szondát engedt fel, amely 1995-ben forró ponttá vált. Ez volt az első és eddig csak a Jupiter légkörének in situ vizsgálata.
"A Galileo szonda adatai és egy maroknyi keringő kép utalt a komplex szélre, amely ezen a forró ponton át és körül forog, és felvette a kérdést, hogy alapvetően hullámok, ciklonok vagy valami köztük vannak - mondta Ashwin Vasavada, a papír társszerzője. székhelye a NASA sugárhajtómű-laboratóriumában, Kaliforniai Pasadena-ban található, és a Jupiter repülés idején a Cassini képalkotó csoport tagja volt. "A Cassini fantasztikus filmei mostantól nagyon részletesen bemutatják a teljes életciklusot és a forró pontok fejlődését."
Mivel a forró pontok szünetek a felhőkben, ablakokat képeznek a Jupiter légkörének általában nem látható rétegébe, valószínűleg egészen addig a szintig, ahol a víz felhők képezhetnek. A képeken a forró pontok árnyékosnak tűnnek, de mivel a mélyebb rétegek melegebbek, a forró pontok nagyon fényesek az infravörös hullámhosszon, ahol a hő érzékelhető; Valójában így adták meg a nevüket.
Az egyik hipotézis az, hogy forró pontok akkor fordulnak elő, amikor a nagy levegőáramok elsüllyednek a légkörbe, és felmelegsznek vagy kiszáradnak a folyamat során. De a forró pontok meglepő szabályszerűsége arra késztette néhány kutatót, hogy gyanítsák, hogy légköri hullám van jelen. Jellemzően nyolc – tíz forró folt helyezkedik el, nagyjából egyenletes távolságra, sűrű, fehér, felhős foltok között. Ez a minta magyarázható egy olyan hullámmal, amely lenyomja a hideg levegőt, elbontja a felhőket, és meleg levegőt hordoz fel, ami a tollakban látható nehéz felhőtakarót okozza. A számítógépes modellezés megerősítette az érvelés ezen vonalát.
A Cassini-filmekből a kutatók feltérképezték a szeleket az egyes forró pontokban és azok környékén, és megvizsgálták azokkal az örvényekkel való interakciókat, amelyek elhaladnak a szélgörcsökön vagy spirális örvényeken kívül, amelyek egyesülnek a forró pontokkal. E mozgások elválasztására a sugárhajtótól, amelyben a forró pontok találhatók, a tudósok nyomon követték a kis robogófelhők mozgását is, hasonlóan a földön található cirrusfelhőkhöz. Ez biztosította a sugárhajtómű valós szélsebességének első közvetlen mérését, amelyet körülbelül 300–450 km / h (500–720 kilométer / óra) sebességgel haladtak meg - ez sokkal gyorsabb, mint korábban senki gondolta. A forró pontok 362 kilométer / óra sebességgel, kb. 225 km / h sebességgel, kedvezőbb ütemben halmozódnak fel.
Ezeknek az egyedi mozgásoknak a kiborításával a kutatók meglátták, hogy a forró pontok mozgása illeszkedik a légkörben lévő Rossby-hullám mintájához. A Földön a Rossby-hullámok nagy szerepet játszanak az időjárásban. Például, amikor egy fröccsenő sarkvidéki levegő hirtelen lemerül, és befagyasztja Florida növényeit, egy Rossby-hullám kölcsönhatásba lép a sarki sugárfolyammal, és elhagyja a tipikus irányát. A hullám körülkerül a bolygónkon, de időszakosan északon és délen vándorol.
A forró pontokért felelős hullám a bolygót is nyugatról keletre köti, de az északi és déli vándorlás helyett fel-le csúszik a légkörben. A kutatók becslései szerint ez a hullám emelkedhet és eshet 15-30 mérföldre (24-50 kilométer) a magasságba.
Az új eredményeknek segíteniük kell a kutatókat abban, hogy megértsék, mennyire terjednek a Galileo szonda által visszaadott megfigyelések a Jupiter légkörének többi részére. "És ez egy újabb lépés a Jupiter forró pontjait még mindig érintő kérdések megválaszolásához" - mondta Choi.
