Górna atmosfera Jowisza od dziesięcioleci intrygowała astronomów. Ta zewnętrzna osłona gazu wokół gigantycznej planety jest o setki stopni cieplejsza niż oczekiwano. Teraz naukowcy myślą, że mogli dowiedzieć się dlaczego. To dodatkowe ciepło może pochodzić z intensywnych zórz Jowisza. Są to Jowiszowe wersje północnych i południowych świateł Ziemi.
Dowiedzmy się więcej o Jowiszu
Jowisz krąży około 778 milionów kilometrów od Słońca. Z tej odległości światło słoneczne jest niewiarygodnie słabe. Stanowi mniej niż 4 procent energii na metr kwadratowy, która uderza w ziemską atmosferę. Tak więc region kilkaset kilometrów powyżej wierzchołków chmur planety powinien mieć temperaturę około -73°C. Ale górna atmosfera Jowisza ma w rzeczywistości około 426 °C.
Naukowcy po raz pierwszy zauważyli tę niezgodność ponad 40 lat temu. Od tego czasu badacze wymyślili kilka możliwych wyjaśnień. Na przykład ubijanie gazu znacznie poniżej może generować ciepło. Ale ostatnie obserwacje wskazują teraz ciepło na zorze Jowisza. Obserwacje pochodzą od zespołu kierowanego przez Jamesa O’Donoghue. Jest naukowcem planetarnym w Sagamiharze w Japonii. Pracuje w Instytucie Kosmosu i Astronautyki JAXA.
Jego zespół obserwował Jowisza za pomocą 10-metrowego teleskopu Keck II. Znajduje się na szczycie uśpionego wulkanu Mauna Kea na Hawajach. O’Donoghue i jego koledzy obserwowali Jowisza w jedną noc w 2016 i 2017 roku. Szukali światła podczerwonego z planety. Jedna szczególna długość fali tego blasku jest wytwarzana przez dodatnio naładowane cząsteczki wodoru (H3+). Jony te powstają, gdy cząstki wiatru słonecznego uderzają w atmosferę Jowisza. (Wiatr słoneczny to strumień naładowanych cząstek, który wypływa ze Słońca.) Takie kolizje z dużą prędkością powodują rozświetlenie zorzy polarnych na naszej planecie.
Wyjaśnienie: jony i rodniki w naszym świecie
Intensywność światła podczerwonego H3+ ujawniła, jak gorąco robi się wysoko nad wierzchołkami chmur Jowisza. Regiony polarne, w których tworzą się zorze polarne, prawdopodobnie osiągają około 725°C. Temperatura spada do około 325 ° C w pobliżu równika. Stopniowy spadek temperatury z dala od biegunów sugeruje, że zorze Jowisza ogrzewają górną atmosferę. Wiatry następnie roznoszą to ciepło z biegunów.
Zespół O’Donoghue mógł uchwycić ten transfer ciepła w akcji. W styczniu 2017 roku naukowcy obserwowali Jowisza podczas silnego rozbłysku słonecznego. Ten przypływ energii słonecznej spowodował intensywną zorzę polarną. W tym samym czasie Jowisz ukazał szeroki pas ciepłych gazów na południe od zorzy polarnej. Mogła to być fala ciepła płynąca na południe. „To było czyste szczęście, że uchwyciliśmy to potencjalne wydarzenie powodujące wydzielanie ciepła” – mówi O’Donoghue.
Te obserwacje „są bliskie „dymiącego pistoletu”” wyjaśniającego tajemnicze ciepło Jowisza, mówi Tommi Koskinen. Nie był zaangażowany w nowe badanie. Ale jest naukowcem planetarnym na Uniwersytecie Arizony w Tucson. Następnym krokiem jest zrozumienie, w jaki sposób zorze Jowisza wytwarzają i dzielą ciepło, mówi. Procesy te można następnie dodać do komputerowych modeli atmosfery Jowisza.
