Jupitrova velika rdeča pega je lahko ena najbolj ikoničnih slik v našem Osončju, poleg Saturnovih prstanov. Veliko rdečo pego in oblačne pasove, ki jo obdajajo, je mogoče zlahka videti z dvoriščnim teleskopom. Toda veliko tega, kar se dogaja v zakulisju Jupitra, je ostalo skrito.
Ko Juno Vesoljsko plovilo prispe na Jupiter čez približno mesec dni, bomo prejeli nekaj spektakularnih slik s kamer na tem plovilu. Da bi vzbudili naše apetite do takrat, so astronomi, ki so uporabljali Karl G. Jansky Very Large Array v Novi Mehiki, ustvarili podroben radijski zemljevid plinskega velikana. Z uporabo 'območja za ogled 100 km mimo vrhov oblakov je ekipa predstavila večinoma neraziskano območje Jupitrovega ozračja.
Ekipa raziskovalcev iz UC Berkeley za to delo uporabil posodobljene zmogljivosti VLA. VLA je občutljivost izboljšala za desetkrat. 'Ti Jupitrovi zemljevidi resnično kažejo moč nadgradenj VLA,' je dejal Bryan Butler, član ekipe in osebni astronom na Nacionalnem radijskem astronomskem observatoriju v Socorru v Novi Mehiki.
V spodnjem videu se dva prekrita zemljevida izmenjujeta naprej in nazaj. Ena je optična, druga pa radijska slika. Oba skupaj prikazujeta nekaj atmosferske dejavnosti, ki se odvija pod vrhovi oblakov.
Ekipa je izmerila Jupitrove radijske emisije v valovnih dolžinah, ki prehajajo skozi oblake. To jim je omogočilo, da so videli 100 km (60 milj) globoko v ozračje. To jim je omogočilo, da ne samo določijo količino in globino amoniaka v ozračju, ampak tudi izvedejo nekaj o tem, kako Jupiter Notranji vir toplote poganja globalno cirkulacijo in nastanek oblakov.
'V bistvu smo ustvarili tridimenzionalno sliko plina amoniaka v Jupitrovi atmosferi, ki razkriva gibanje navzgor in navzdol v turbulentni atmosferi,' je povedal glavni avtor Imke de Pater, profesor astronomije UC Berkeley.
Ti rezultati bodo tudi pomagali osvetliti, kako se obnašajo drugi plinski velikani. Ne samo za Saturn, Uran in Neptun, ampak za vse odkrite eksoplanete plinastih velikanov. de Pater je dejal, da je zemljevid osupljivo podoben slikam vidne svetlobe, ki so jih posneli amaterski astronomi in vesoljski teleskop Hubble.
Dve sliki Velike rdeče pege. Spodnja je Hubblova optična slika, ki prikazuje Spot in znane vzorce vrtinčenih oblakov. Zgornja slika je radijski zemljevid iste regije, ki prikazuje gibanje amoniaka do 90 km pod oblaki. Zasluge: Radijska slika Michaela H. Wonga, Imke de Pater (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne). (Optična slika NASA, ESA, A.A. Simona (GSFC), M.H. Wonga (UC Berkeley) in G.S. Ortona (JPL-Caltech))
Na radijskem zemljevidu so prikazani plini, bogati z amonijakom, ki se dvigajo in tvorijo v zgornje plasti oblaka. Oblake je mogoče zlahka videti iz zemeljskih teleskopov. Prikazan je tudi zrak, reven z amonijakom, ki tone v ozračje planeta. Vroče točke, ki se zdijo svetle na radijskih in toplotnih slikah Jupitra, so območja z manj amoniaka, ki obkrožajo planet severno od ekvatorja. Vmes med temi žarišči bogati upwellings prinašajo amoniak iz globljega ozračja.
'Z radiom lahko pokukamo skozi oblake in vidimo, da so te vroče točke prepletene z oblaki amoniaka, ki se dvigajo iz globin planeta in sledijo navpičnim valovom ekvatorialnega valovnega sistema,' je povedal raziskovalec astronom UC Berkeley Michael Wong. Zelo lepo.
'Zdaj vidimo visoke ravni amoniaka, kot jih je zaznal Galileo od več kot 100 kilometrov globoko, kjer je tlak približno osemkrat večji od zemeljskega atmosferskega tlaka, vse do stopenj kondenzacije v oblaku,« je dejal de Pater.
Vesoljsko plovilo Juno ni prvo, ki je obiskalo Jupiter. Galileo je tja odšel sredi 90-ih, Voyager 1 pa je med svojo misijo posnel lepo sliko oblakov. Slika: NASA
To je fascinantna stvar, in ne samo zato, ker je vizualno osupljiva. To, kar ta ekipa počne z izboljšanim VLA, se lepo ujema s tem, kar bo počel Juno, ko se postavi v svojo orbito okoli Jupitra. Eden od ciljev podjetja Juno je uporabiti mikrovalovne pečice za merjenje vsebnosti vode v ozračju, na enak način, kot je bil VLA uporabljen za merjenje amoniaka.
Pravzaprav bo ekipa znova usmerila VLA na Jupiter, hkrati pa Juno zaznava vodo. 'Zemljevidi, kot je naš, lahko pomagajo prikazati njihove podatke v širši podobi dogajanja v Jupitrovem ozračju,' je dejal de Pater.
Ekipa je lahko modelirala atmosfero tako, da jo je opazovala v celotnem frekvenčnem območju med 4 in 18 gigaherci (1,7 – 7 centimetrov valovne dolžine), kar jim je omogočilo skrbno modeliranje atmosfere, pravi David DeBoer, raziskovalni astronom z UC Berkeley's Radio Astronomski laboratorij.
'Zdaj vidimo fino strukturo v pasu od 12 do 18 gigahercev, podobno kot na vidnem, zlasti v bližini Velike rdeče pege, kjer vidimo veliko majhnih kodrastih potez,' je dejal Wong. 'Ti sledijo res zapletenim gibanjem navzgor in navzdol.'
Podrobna opažanja, ki jih je pridobila ekipa, pomagajo tudi pri razreševanju neskladja v meritvah amoniaka v Jupitrovi atmosferi. Leta 1995 je sonda Galileo izmerila 4,5-krat večjo količino amoniaka od Sonca, ko je padla skozi ozračje. Meritve VLA pred letom 2004 so pokazale veliko manj amoniaka od tega.
Soavtor študije Robert Sault z Univerze v Melbournu v Avstraliji je pojasnil, kako je ta najnovejša slika rešila to skrivnost. »»Jupitrovo vrtenje enkrat na 10 ur običajno zamegli radijske zemljevide, ker opazovanje teh zemljevidov traja veliko ur. Toda razvili smo tehniko, da to preprečimo in se tako izognemo mešanju tokov amoniaka navzgor in navzdol, kar je privedlo do prejšnjega podcenjevanja.'
Na splošno so to vznemirljivi časi za preučevanje Jupitra. Misija Juno obljublja, da bo polna presenečenj, kot so bili New Horizons (upamo).
Universe Today je pokrival misijo Juno, vključno z intervju z glavnim raziskovalcem Scottom Boltonom.
Članek ekipe je objavljen v reviji Science, tukaj .
