Jupiterin ilmakehän pyörivässä katossa pilvottomat laastarit ovat niin poikkeuksellisia, että suuret saavat erityisen nimen ”hot spotit”. Se, kuinka nämä raivaukset muodostuvat ja miksi niitä löytyy vain lähellä planeetan päiväntasaajaa, on jo kauan ollut mysteeri. Nyt tutkijat ovat NASAn Cassini-avaruusaluksen kuvia käyttämällä löytäneet uusia todisteita siitä, että Jupiterin ilmakehän kuumia kohtia luo Rossby-aalto, kuvio näkyy myös maan ilmakehässä ja valtamereissä. Ryhmä havaitsi, että kuumista pisteistä vastaava aalto liukuu ylös ja alas ilmakehän kerrosten läpi kuin karusellihevonen merimatkalla.
"Tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on tarkkaan seurannut useiden kuumapisteiden muotoa tietyn ajanjakson ajan, mikä on paras tapa arvioida näiden ominaisuuksien dynaamista luonnetta", kertoi tutkimuksen johtava kirjailija, NASA: n tutkijatohtori David Choi. työskentelee NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksessa Greenbeltissä, MD. Paperi julkaistaan verkossa Icarus-lehden huhtikuun numerossa.
Choi ja hänen kollegansa tekivät hidasta elokuvaa sadoista havainnoista, jotka Cassini otti Jupiterin lentotilan aikana vuoden 2000 lopulla, kun avaruusalus lähestyi lähinnä planeettaansa. Elokuvat lähentävät kuumien pisteiden linjaa yhden Jupiterin tumman vyön ja kirkkaan valkoisen vyöhykkeen välillä, suunnilleen 7 astetta päiväntasaajan pohjoispuolella. Tutkimus kattaa noin kaksi kuukautta (maapallon aikakaudella) ja päivittäin ja viikoittain kuumien pisteiden koon ja muodon muutokset, joista jokainen kattaa keskimäärin enemmän alueen kuin Pohjois-Amerikka.
Suuri osa siitä, mitä tutkijat tietävät kuumista pisteistä, tuli NASA: n Galileo-operaatiosta, joka vapautti ilmakehän anturin, joka laski kuumaan pisteeseen vuonna 1995. Tämä oli ensimmäinen ja toistaiseksi ainoa in-situ-tutkimus Jupiterin ilmakehästä.
"Galileon koetintiedot ja kourallinen kiertäjäkuvia vihjasivat monimutkaisille tuulille, jotka pyörivat näiden kuumien pisteiden ympärillä ja läpi, ja herättivät kysymyksiä siitä, olivatko ne pohjimmiltaan aaltoja, pyörremyrskyjä vai jotain niiden välillä", kertoi paperin avustaja Ashwin Vasavada. perustuu NASA: n suihkumoottorien laboratorioon Kalifornian Pasadenaan ja joka oli Cassini-kuvantamisryhmän jäsen Jupiterin lennon aikana. "Cassinin fantastiset elokuvat esittävät nyt koko elinkaaren ja kuumien pisteiden kehityksen erittäin yksityiskohtaisesti."
Koska kuumat kohdat ovat pilviä pilviä, ne tarjoavat ikkunat normaalisti näkymättömään Jupiterin ilmakehän kerrokseen, mahdollisesti aina alas tasolle, johon vesipilviä voi muodostua. Kuvissa kuumat kohdat näyttävät varjoisilta, mutta koska syvemmät kerrokset ovat lämpimämpiä, kuumat kohdat ovat erittäin kirkkaita infrapuna-aallonpituuksilla, joissa lämpö havaitaan; itse asiassa näin he saivat nimensä.
Yksi hypoteesi on, että kuumia kohtia esiintyy, kun ilmavirrat uppoavat ilmakehään ja kuumenevat tai kuivautuvat prosessissa. Mutta kuumapisteiden yllättävä säännöllisyys on johtanut siihen, että jotkut tutkijat epäilevät, että kyseessä on ilmakehän aalto. Tyypillisesti kahdeksan - kymmenen kuumapistettä rivii, suunnilleen tasaisesti toisiinsa nähden, ja välillä on tiheät valkoiset pilvimuovat. Tämä kuvio voitaisiin selittää aallolla, joka työntää kylmää ilmaa alas, hajottaa kaikki pilvet ja kuljettaa sitten lämpimän ilman ylöspäin aiheuttaen raskoissa olevan pilvien peittävyyden. Tietokonemallinnus on vahvistanut tätä päättelylinjaa.
Cassini-elokuvien perusteella tutkijat kartoittivat tuulet kussakin kuumassa paikassa ja sen ympäristössä ja tutkivat vuorovaikutusta pyörteiden kanssa, jotka kulkevat tuulipöhien tai kierteisten pyörteiden lisäksi, jotka sulautuvat kuumapisteisiin. Erottaaksesi nämä liikkeet suihkuputkesta, jossa kuumia pisteitä on, tutkijat seurasivat myös pienten skootteripilvien liikkeitä, samanlaisia kuin maapallon sirkuspilvet. Tämä antoi, mikä voi olla ensimmäinen suora mittaus suihkupurun todelliselle tuulennopeudelle, jonka kellonopeus oli noin 300 - 450 mph (500 - 720 km / h) - paljon nopeammin kuin kukaan aiemmin ajatteli. Kuumat paikat houkuttelevat rauhallisemmassa tahdissa, joka on noin 225 mph (362 km / h).
Kiusaamalla näitä yksittäisiä liikkeitä tutkijat näkivät, että kuumien pisteiden liikkeet sopivat ilmakehän Rossby-aallon malliin. Maapallolla Rossby-aalloilla on suuri rooli säässä. Esimerkiksi, kun räjähtävän arktisen ilman räjähdys kasvaa yhtäkkiä alas ja jäätyy Floridan satoihin, Rossby-aalto on vuorovaikutuksessa polaarisen suihkuvirran kanssa ja lähettää sen pois tyypillisestä suunnastaan. Aalto kiertää planeettamme, mutta vaeltaa ajoittain pohjoiseen ja etelään.
Kuumista pisteistä vastaava aalto kiertää myös planeettaa lännestä itään, mutta pohjoiseen ja etelään vaeltamisen sijaan se liukuu ilmakehään ylös ja alas. Tutkijoiden arvion mukaan tämä aalto voi nousta ja pudota 24-30 kilometrin korkeuteen.
Uusien havaintojen pitäisi auttaa tutkijoita ymmärtämään, kuinka hyvin Galileo-anturin palauttamat havainnot ulottuvat Jupiterin muuhun ilmapiiriin. "Ja se on uusi askel vastaamalla useampiin kysymyksiin, jotka edelleen ympäröivät Jupiterin kuumia kohtia", Choi sanoi.
