Voor het eerst sinds de twee Voyager-ruimtevaartuigen in 1979, wetenschappers hebben ver-infraroodkaarten van Jupiter gemaakt met behulp van NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA. Deze kaarten zijn gemaakt op basis van de onderzoeken van de onderzoekers naar de circulatie van gassen in de atmosfeer van de gasreuzenplaneet.

Infraroodwaarnemingen geven details die bij andere golflengten niet mogelijk zijn. Wanneer gasplaneten zoals Jupiter worden bestudeerd met zichtbaar licht, ze kunnen alleen het licht zien dat weerkaatst vanaf de bovenkant van de gaswolken waaruit de atmosfeer bestaat. Door infrarood licht te gebruiken, kunnen wetenschappers voorbij de wolken en in de diepe lagen van de atmosfeer kijken, biedt een driedimensionaal beeld van de planeet en de mogelijkheid om te bestuderen hoe gassen in de atmosfeer circuleren.

Leigh N. Fletcher van de Universiteit van Leicester, Engeland, leidde een team van onderzoekers die de SOFIA-telescoop en gegevens van de Faint Object infraroodcamera voor de SOFIA-telescoop gebruikten, bekend als FORCAST, om deze waarnemingen te doen. Fletchers team was op zoek naar de twee soorten moleculaire waterstof, genaamd "para" en "ortho" - onderscheiden door de vraag of hun protonen uitgelijnde of tegengestelde spins hebben. De fractie waterstof in de "para"-smaak is een goede indicator voor gassen die diep in de atmosfeer van de planeet opwellen. Deze interactie van gasmoleculen werd waargenomen bij infrarode golflengten tussen 17 en 37 micron, een spectrumbereik dat grotendeels ontoegankelijk is voor telescopen op de grond.

Veel van het huidige begrip van de circulatiepatronen van Jupiter is gebaseerd op resultaten van ruimtemissies uit het verleden, inclusief de Voyager-missie, Galileo-missie (1989-2003), en het Cassini-ruimtevaartuig, die in 2000 langs Jupiter vloog. SOFIA's locatie in de lucht, boven meer dan 99 procent van de infrarood-blokkerende waterdamp van de aarde, gecombineerd met het krachtige FORCAST-instrument, biedt een van de weinige huidige faciliteiten die de algehele atmosferische circulatie van Jupiter kunnen bestuderen. Deze nieuwe SOFIA-waarnemingen maken vergelijkingen mogelijk van hoe de atmosferische circulatie van Jupiter in de loop van de tijd is veranderd.

Afbeeldingen van SOFIA onthullen verschillende interessante functies. De kou, rode vlek op het zuidelijk halfrond duidt op een opwelling van gas dat de atmosfeer afkoelt. De structuur van de gordelzone nabij de evenaar laat zien dat de evenaar koud is en omgeven door warme gordels van dalend gas. De atmosferische opwarming van de Jupiter-aurora in de noordelijke regionen van de planeet wijst op de aanwezigheid van methaan en ethaan in de stratosfeer. SOFIA's unieke observaties van de vergelijking tussen ortho- en para-waterstof onthullen een geleidelijke trend van de equatoriale naar de poolgebieden.

Op basis van eerdere waarnemingen, Het onderzoeksteam van Fletcher ging ervan uit dat Jupiter overal in zijn atmosfeer evenwicht zou moeten hebben, maar ze ontdekten dat er op lage breedtegraden in de tropen aanzienlijke vermenging is. Aureolen kunnen deze vermenging beïnvloeden, maar verdere observaties zijn nodig om de processen in de loop van de tijd beter te begrijpen. De resultaten van de observaties van het Fletcher-team zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Icarus .

"Deze resultaten tonen aan dat we vanaf de aarde nu een vergelijkbare kwaliteit van ruimtelijk opgeloste waarnemingen kunnen vastleggen als we kunnen verkrijgen van ruimtemissies zoals Voyager, " zei Fletcher. "Deze SOFIA-waarnemingen zullen de leemte in de golflengtedekking van huidige en toekomstige in de ruimte gebaseerde observatoria opvullen en hen een ruimtelijke en temporele context bieden."