A Naprendszer legnagyobb gázóriása, a Jupiter felső légköre nehezen tanulmányozható zónának számít. A pólusokon a bolygóhoz közeli Io hold vulkánjaiból kilövellt részecskék követik a mágneses erővonalakat, ami érdekes, több hullámhosszú fényjelenséget generál. A bolygó többi részén a sűrű atmoszférát formáló energia a napfény.
A Jupiter a Földet érő napfénynek csak körülbelül négy százalékát kapja a központi csillagunktól számított óriási, 5,2 CSE (Csillagászati Egység), vagyis mintegy 778 millió kilométer közepes távolsága miatt. Ezért a csillagászok mindeddig azt feltételezték, hogy a Jupiter megfigyelhető felszíne nagyon egységes.
„Azt gondoltuk, hogy ez a régió nagyon unalmas” – nyilatkozta Henrik Melin, az Egyesült Királyság Leicesteri Egyetemének munkatársa. „Ám az itt zajló folyamatok valójában ugyanolyan, ha nem sokkal érdekesebbek mint például az északi fény. A Jupiter soha nem szűnik meg meglepetést okozni” – nyilatkozta a kutatócsoport vezetője az Ilf Science tudományos portálnak.
A James Webb űrtávcső (JWST ) megfigyelései azonban bonyolult szerkezeteket tártak fel az ikonikus, és több mint háromszáz éve tomboló, a Földnél nagyobb viharzóna, a Nagy Vörös Folt felett. Olyan sötét íveket és fényes foltokat fedeztek fel itt, amelyek csak infravörös tartományban láthatók. Ezt az eddig ismeretlen változatosságot nem a napfény energiája, hanem a légkör mélyebb, turbulens rétegei okozzák.
Új struktúrák a hatalmas viharzóna, a Nagy Vörös Folt felett
„E struktúrákat olyan mozgások hozzák létre – a tengerparton összecsapó hullámokhoz hasonlóan –, amelyek mélyen, a turbulens alsó légkörben keletkeznek a Nagy Vörös Folt körül, és felfelé haladva megváltoztatják a felső légkör szerkezetét” – vázolja Henrik Melin.
Hasonló, a gravitációra visszavezethető energiahullámok a Földön is jelen vannak, de ezek összehasonlíthatatlanul gyengébbek, mint a Jupiteren.
Az új felfedezés a JWST Early Release Science programjának (ERS) köszönhető, ennek része a Jupiter felső légkörének vizsgálata is. „Ezt az ERS-javaslatot még 2017-ben fogalmazták meg” – mondja Imke de Pater, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem munkatársa és a kutatócsoport tagja.
„Az volt az egyik célunk, hogy megvizsgáljuk, miért tűnt magasnak a Nagy Vörös Folt feletti hőmérséklet, ahogyan a NASA infravörös teleszkópjával végzett közelmúltbeli megfigyelések felfedték. Az új adatok azonban nagyon eltérő eredményeket hoztak” – fűzte hozzá a kutató. A tudóscsoport tovább folytatja a felső légkörben felfedezett új struktúrák tanulmányozását a James Webb űrtávcső segítségével, amelytől azt remélik, hogy ezáltal jobban megérthetővé válnak a Jupiter felső légkörében zajló folyamatok. A felfedezésről szóló tanulmány teljes terjedelmében a Nature Astronomy szakfolyóiratban olvasható el.
Pusztító erejű szelek és a földinél ezerszer erősebb villámok
A Jupiter, a Naprendszer legnagyobb bolygója, amelynek majdnem 318-szor nagyobb a tömege mint a Földé, a rendszer négy gázóriásának egyike (a másik három a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz), amelyek legnagyobb részt nem szilárd anyagból állnak. A bolygó mélyen fekvő belső része – az atmoszféra legsűrűbb alsó zónája –, nagyjából 71 százalék hidrogénből, 24 százalék héliumból és öt százalék egyéb elemből áll. A Jupiter sűrű légköre nyomokban tartalmaz metánt, vizet, ammóniát és szilíciumot, valamint ként, hidrogén-szulfidot, neont, valamint oxigént is.
A Jupiteren már kis távcsővel is jól észlelhető markáns felhősávokat lehet megfigyelni, amelyek nagyobb részt ammónia, és ammónium-hidroszulfid kristályokból állnak. A felhőalakzatok sávokba rendeződése a Jupiter rendkívül gyors, mindössze 9 óra 27 perces tengely körüli forgására vezethető vissza.
A különböző irányú áramlások kölcsönhatásai rendkívül heves viharokat, és erős, 360 km/órás szeleket hoznak létre.
Az ammóniából álló felhősávok mintegy 50 kilométer szélesek, amelyek alatt vékony vízfelhőrétegek találhatók, amit a Jupiter légkörében megfigyelt villámlások bizonyítanak.
Ezek a kisülések mintegy ezerszer erősebbek a földi villámoknál.
A Jupiter egyik leglátványosabb alakzata a Földnél nagyobb, több mint 23 ezer kilométer átmérőjű Nagy Vörös Folt, amit tudományos igényességgel először Heinrich Schwabe német csillagász írt le 1831-ben. A Nagy Vörös Folt egy legalább háromszáz éve létező tartós anticiklon vihar a bolygó déli féltekéjén. A hevesen tomboló és óriási kiterjedésű viharzóna stabil képződménynek tűnik, amelynek a Hubble-űrtávcső 2014-ben végzett mérése szerint évente átlag mintegy 900-1000 kilométerrel csökken az átmérője.
A Jupiteren más erős viharzónák is ismertek, de ezeknek sem a mérete, sem pedig az élettartama meg sem közelíti a Nagy Vörös Foltot.
