science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De grote rode vlek kan het waterige geheim van Jupiter blootleggen

Deze close-up toont wervelende wolken rond Jupiters beroemde Grote Rode Vlek, waar wetenschappers telescopen trainden om meer te weten te komen over de watersituatie van de planeet. NASA's Goddard Space Flight Center. Afbeeldingen met dank aan NASA/JPL

Veel mysteries verbergen zich onder de prachtig chaotische wolken van Jupiter, maar met behulp van enkele slimme astronomische technieken en NASA's Juno-ruimtevaartuig, een van de grootste puzzels van de gigantische planeet is misschien dichterbij opgelost.

Zoals we weten, water is de sleutel tot het leven op aarde. Onze inspanningen om het leven op andere werelden te ontdekken, zijn afhankelijk van de detectie van deze belangrijke verbinding. Hoewel wetenschappers niet denken dat er leven is in Jupiter, het vinden van een Joviaans reservoir is een van de meest urgente problemen in de planetaire wetenschap. Door dit water te lokaliseren, kunnen we begrijpen hoe het zonnestelsel, en Jupiter zelf, geëvolueerd. Helaas, Jupiter is notoir slecht in het onthullen ieder water diep in zijn dikke atmosfeer, wetenschappers en hun modellen van planetaire vorming hoog en droog achterlatend.

Voordat we ruimtevaartuigen stuurden om Jupiter te onderzoeken, wetenschappers gingen ervan uit dat de gasreus grote hoeveelheden H2O zou bevatten. De logica was simpel:de aarde is bedekt met het natte spul, en er is veel water in de verschillende manen die om de reuzenplaneten draaien. Daarom, Jupiter, de meest massieve en meest door de zwaartekracht dominante planeet in het zonnestelsel, moet het leeuwendeel van het water van het zonnestelsel hebben gevangen zoals het miljarden jaren geleden werd gevormd.

Die logica werd verbrijzeld in 1995 toen NASA's Galileo-missie een sonde in de atmosfeer van de planeet liet vallen om de samenstelling ervan te meten. Tot ieders verbazing, er was een verbazingwekkend gebrek aan water. Zoals het blijkt, de Galileo-sonde heeft mogelijk geen water gedetecteerd omdat deze op de verkeerde plaats is gevallen. Het is alsof de sonde boven een woestijn op aarde is gedropt. Het is niet dat er geen water is op onze planeet, het is alleen dat woestijnen niet bekend staan ​​als overspoeld met het spul. De atmosfeer van Jupiter is dynamisch, met jetstreams, stormen en een niet-homogene samenstelling; de sonde kon alleen de atmosfeer waar hij doorheen reisde op die ene locatie proeven - en die locatie was misschien zo droog als een woestijn.

De situatie veranderde, echter, toen onderzoekers de krachtige W.M. Keck Observatory en NASA Infrared Telescope Facility op Mauna Kea in Hawaï om diep in Jupiters grootste storm te staren, de Grote Rode Vlek. Ze brachten hun met water gevulde nieuws naar buiten in een studie van augustus 2018, gepubliceerd in de Astrophysical Journal en geleid door astrofysicus Gordon L. Bjoraker, van NASA's Goddard Space Flight Center.

"De manen die om Jupiter draaien zijn meestal waterijs, dus de hele buurt heeft genoeg water, " zei Bjoraker in een verklaring van NASA. "Waarom zou de planeet - die deze enorme zwaartekracht is, niet waar alles in valt - wees waterrijk, te?"

Onderzoeken, Het team van Bjoraker heeft de infraroodstraling gemeten die diep onder de wolken lekte. Specifiek bestudeerden ze het infraroodabsorptiespectrum van een bepaald type methaan waarvan bekend is dat het in een damp over de hele planeet voorkomt. Deze infraroodstraling zou ongehinderd door de wolken moeten lekken, maar als er wolken aanwezig zijn, deze straling wordt geblokkeerd. Tijdens analyse van waarnemingen van Jupiter's Grote Rode Vlek, de onderzoekers ontdekten dat drie verschillende wolkenlagen dit infraroodsignaal blokkeerden om door de atmosfeer te gaan, het eens zijn met theoretische voorspellingen voor de aanwezigheid van waterrijke wolken. Ze ontdekten ook grote hoeveelheden koolmonoxide, wat suggereert dat er veel zuurstof (O) beschikbaar is in de atmosfeer van Jupiter om chemisch te binden aan moleculaire waterstof (H2) om water (H2O) te vormen als de temperatuur en druk precies goed zijn.

De volgende stap is om deze gegevens te gebruiken als aanvulling op Juno's observaties van Jupiter. Het ruimtevaartuig kan nog dieper in de atmosfeer van Jupiter spectroscopische waarnemingen doen en zal dat voor de hele planeet doen. niet alleen de Grote Rode Vlek. Maar mocht Juno ook deze mogelijke waterwolklaag detecteren, de technieken die zijn ontwikkeld door het team van Bjoraker met behulp van telescopen op aarde zullen effectief zijn gebleken bij het vinden van water diep in Jupiter, daarmee het waterige mysterie van de gasreus oplossen. Deze technieken zouden vervolgens kunnen worden gebruikt om diep in de atmosfeer van andere planeten te tasten.

"Als het werkt, dan kunnen we het misschien ergens anders toepassen, zoals Saturnus, Uranus of Neptunus, waar we geen Juno hebben, "Zei mede-auteur van de studie en expert op het gebied van planetaire atmosferen Amy Simon in een verklaring.

Dat is nu interessant

NASA noemde de Juno-missie naar de Romeinse godin Juno, die getrouwd was met Jupiter en het handige vermogen had om door wolken te kijken.