science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Koude geweldige plek ontdekt op Jupiter

Deze afbeelding laat zien hoe de Great Cold Spot op verschillende dagen drastisch van vorm en grootte verandert. Elke weergave komt van een andere dag, waarbij de vlek soms bijna verdwijnt. Omdat de functie dynamisch is, wisselend over zowel dagelijkse als jaarlijkse tijdschema's, het is waarschijnlijk dat deze functie een weersysteem is dat constant in verandering is. Maar ondanks deze variabiliteit, vijftien jaar later wordt het opnieuw gezien, laten zien dat het steeds opnieuw moet worden hervormd. Krediet:IRTF/NASA.

Een tweede Grote Vlek is ontdekt op Jupiter door astronomen van de Universiteit van Leicester, wedijvert met de schaal van de beroemde Grote Rode Vlek van de planeet en gecreëerd door de krachtige energieën die worden uitgeoefend door de polaire aurorae van de grote planeet.

Ook wel de 'Great Cold Spot' genoemd, het is waargenomen als een gelokaliseerde donkere vlek, tot 24, 000 km in lengte en 12, 000 km breedtegraad, in de dunne thermosfeer op grote hoogte van de gasreus, dat is ongeveer 200K (Kelvin) koeler dan de omringende atmosfeer, die kan variëren in temperatuur tussen 700K (426ºC) en 1000K (726ºC).

De resultaten worden vandaag (11 april) gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

Dokter Tom Stallard, Universitair hoofddocent planetaire astronomie en hoofdauteur van de studie, zei:"Dit is de eerste keer dat een weersfunctie in de bovenste atmosfeer van Jupiter is waargenomen weg van de heldere aurorae van de planeet.

"De Grote Koude Vlek is veel vluchtiger dan de langzaam veranderende Grote Rode Vlek, drastisch veranderen in vorm en grootte in slechts een paar dagen en weken, maar het is opnieuw verschenen zolang we gegevens hebben om ernaar te zoeken, al meer dan 15 jaar. Dat suggereert dat het zichzelf voortdurend hervormt, en als resultaat zou het zo oud kunnen zijn als de aurorae die het vormen - misschien vele duizenden jaren oud."

De Grote Koude Vlek werd voor het eerst ontdekt op Jupiter met behulp van waarnemingen van het poollichtgebied van Jupiter door het CRIRES-instrument van ESO's Very Large Telescope. De afbeeldingen aan de linkerkant tonen de heldere bogen van Jupiters infrarode aurora op twee verschillende nachten, de afbeelding linksboven op 17 oktober en drie foto's gemaakt op 31 december 2012, terwijl de planeet langzaam draait. Echter, de Grote Koude Vlek kan niet duidelijk worden gezien totdat deze beelden verzadigd zijn, zodat de hele aurora wit wordt, zoals rechts getoond. Hier, de planeet gloeit als gevolg van de temperatuur van de bovenste atmosfeer, en de verschillende gebieden van afkoeling die de Grote Koude Vlek onthullen, zijn te zien. Krediet:VLT/ESO

Men denkt dat de Grote Koude Vlek wordt veroorzaakt door de effecten van het magnetische veld van de planeet, met de spectaculaire polaire aurorae van de massieve planeet die energie de atmosfeer in drijft in de vorm van warmte die rond de planeet stroomt.

Dit creëert een gebied van afkoeling in de thermosfeer, de grenslaag tussen de onderliggende atmosfeer en het vacuüm van de ruimte. Hoewel we niet zeker weten wat deze weerfunctie aandrijft, een aanhoudende afkoeling zal zeer waarschijnlijk een draaikolk veroorzaken die lijkt op de Grote Rode Vlek.

De astronomen gebruikten het CRIRES-instrument van de Very Large Telescope (VLT) om spectrale emissies van H3+ waar te nemen, een ion van waterstof dat in grote hoeveelheden aanwezig is in de atmosfeer van Jupiter, waarmee de wetenschappers de gemiddelde temperatuur en dichtheid van de atmosfeer van de planeet in kaart konden brengen. Vervolgens gebruikten ze beelden van H3+-emissie uit de ionosfeer van Jupiter, genomen door NASA's InfraRed Telescope Facility tussen 1995-2000 om te vergelijken.

Door beelden te combineren die over een bepaalde periode zijn genomen, inclusief meer dan 13, 000 foto's genomen gedurende meer dan 40 nachten door de InfraRed Telescope Facility, de astronomen onthulden de aanwezigheid van de Grote Koude Vlek als een gebied van duisternis in de hete omgeving van de bovenste atmosfeer van Jupiter.

Dit is een kaart van het noordelijk halfrond van de ionosfeer van Jupiter, opgeteld meer dan 13, 000 afbeeldingen, en meer dan 40 nachten. In de bovenste afbeelding, de aurora is duidelijk te zien, maar pas als de aurora verzadigd is, kan de niet-aurorale emissie worden verwijderd. Hieruit blijkt dat de Grote Koude Vlek kan worden gezien als een continu waargenomen kenmerk gedurende de hele zes jaar van de IRTF-waarnemingscampagne - die meer dan 15 jaar vóór de VLT-waarneming begon. Krediet:IRTF/NASA

Dr. Stallard, die wordt gefinancierd door de Facilitaire Raad voor Wetenschap en Technologie, toegevoegd:"Wat verrassend is bij Jupiter is dat, in tegenstelling tot weersystemen op aarde, de Grote Koude Vlek is gedurende 15 jaar op dezelfde plaats waargenomen. Dat maakt het meer vergelijkbaar met weersystemen in de lagere atmosfeer van Jupiter, zoals de Grote Rode Vlek.

"Waarnemingen en modellering van de bovenste atmosfeer van de aarde hebben aangetoond dat, op korte termijn, er kunnen veranderingen zijn in de temperatuur en dichtheid van de bovenste atmosfeer.

"De twee belangrijkste verschillen zijn ten eerste dat de aurora van de aarde dramatische veranderingen ziet die worden veroorzaakt door activiteit van de zon, overwegende dat de aurora van Jupiter wordt gedomineerd door gassen van de vulkanische maan Io, die relatief langzaam en stabiel zijn, en ten tweede dat de atmosferische stromen die worden gegenereerd door de aurora van de aarde snel warmte over de hele planeet kunnen drijven, de bovenste atmosfeer als een bel laten rinkelen, terwijl de snelle spin van Jupiter deze energie dichter bij de polen vasthoudt."

Dr. Stallard voegde toe:"De detectie van de Great Cold Spot was een echte verrassing voor ons, maar er zijn aanwijzingen dat er ook andere kenmerken in de bovenste atmosfeer van Jupiter zouden kunnen voorkomen. Onze volgende stap zal zijn om te zoeken naar andere kenmerken in de bovenste atmosfeer, evenals het onderzoeken van de Grote Koude Vlek zelf in meer detail.

"Het Juno-ruimtevaartuig bevindt zich momenteel in een baan rond Jupiter en de waarnemingen van Jupiters aurora en de bovenste atmosfeer door het JIRAM-instrument die tot nu toe zijn vrijgegeven, bieden al een schat aan nieuwe informatie over de planeet. In combinatie met onze voortdurende campagne van waarnemingen met behulp van telescopen op aarde, we hopen de komende jaren een veel beter begrip te krijgen van dit weersysteem."