Nieuwe Juno-resultaten suggereren dat de hevige onweersbuien die plaatsvinden in de atmosfeer van Jupiter ammoniakrijke hagel kunnen vormen, of 'mushballs, ' die een sleutelrol spelen in de atmosferische dynamiek van de planeet. deze theorie, ontwikkeld met behulp van gegevens van Juno's microgolfradiometer door het Juno-team, wordt beschreven in twee publicaties onder leiding van een onderzoeker van het Laboratoire Lagrange (CNRS/Observatoire de la Côte d'Azur/Université Côte d'Azur) met steun van de CNES. De theorie werpt licht op enkele raadselachtige aspecten van de meteorologie van Jupiter en heeft implicaties voor hoe de atmosfeer van reuzenplaneten in het algemeen werkt. Dit, en aanverwante bevindingen, worden gepresenteerd in een reeks van drie artikelen gepubliceerd in de tijdschriften Natuur en JGR-planeten .

Water is een sleutelsubstantie in de meteorologie van planeten en wordt verondersteld een sleutelrol te spelen bij hun vorming. Terrestrische stormen worden aangedreven door waterdynamiek, waardoor bliksemstormen ontstaan ​​waarvan wordt aangenomen dat ze verband houden met regio's waar meerdere fasen van water naast elkaar bestaan ​​(vaste, vloeistof en gas). Zoals op aarde, Het water van Jupiter wordt verplaatst door onweersbuien. Men denkt dat ze zich vormen in de diepe atmosfeer van de planeet, ongeveer 50 km onder de zichtbare wolken, waar de temperatuur dicht bij 0 graden C ligt. Als deze stormen krachtig genoeg zijn, ze dragen kristallen van waterijs naar de bovenste atmosfeer.

In het eerste artikel, onderzoekers uit de VS en het Laboratoire Lagrange suggereren dat wanneer deze kristallen interageren met gasvormige ammoniak, de ammoniak werkt als een antivries, het ijs in een vloeistof veranderen. Op Jupiter zoals op aarde, een mengsel van 2/3 water en 1/3 ammoniakgas blijft vloeibaar tot een temperatuur van -100 ° C. De ijskristallen die hoog in de atmosfeer van Jupiter zijn opgetild, worden gesmolten door ammoniakgas, het vormen van een water-ammoniakvloeistof, en de zaden worden voor exotische ammoniakhagelstenen, door de onderzoekers 'mushballs' genoemd. Omdat de mushballs zwaarder zijn, vallen ze dieper in de atmosfeer totdat ze een punt bereiken waar ze verdampen. Dit mechanisme sleept ammoniak en water naar diepe niveaus in de atmosfeer van de planeet.

Metingen door Juno ontdekten dat terwijl ammoniak overvloedig aanwezig is nabij de evenaar van Jupiter, het is zeer variabel en over het algemeen uitgeput elders tot zeer diepe drukken. Voorafgaand aan Juno, wetenschappers zagen bewijs dat delen van de atmosfeer van Jupiter waren uitgeput in ammoniak tot relatief ondiepe diepten, maar dit was nooit uitgelegd. Om Juno's ontdekking van de grote variabiliteit van ammoniak over het grootste deel van Jupiter te verklaren, de onderzoekers ontwikkelden een atmosferisch mengmodel dat in een tweede artikel wordt gepresenteerd. Hier laten ze zien dat de aanwezigheid van onweersbuien en de vorming van water-ammoniakmoesballen de diepe atmosfeer van zijn ammoniak uitdrogen en de variaties verklaren die door Juno zijn waargenomen als functie van de breedtegraad.

In een derde artikel, de onderzoekers rapporteren waarnemingen van Joviaanse bliksemflitsen door een van Juno's camera's. De kleine flitsen verschijnen als heldere vlekken op de wolkentoppen, met afmetingen die evenredig zijn aan hun diepte in de atmosfeer van Jupiter. In tegenstelling tot eerdere missies die alleen bliksemflitsen uit diepe gebieden hadden waargenomen, Juno's nabijheid van de planeet stelde hem in staat kleinere, ondiepere flitsen. Deze flitsen komen uit gebieden waar de temperatuur lager is dan -66 ° C en waar alleen water niet in vloeibare toestand kan worden gevonden. Toch wordt aangenomen dat de aanwezigheid van een vloeistof cruciaal is voor het bliksemgeneratieproces. Juno's detectie van "ondiepe bliksem"-stormen op de hoogten waar vloeibaar ammoniak-water kan worden gecreëerd, is observatieondersteuning dat het mushball-mechanisme inderdaad aan het werk kan zijn in de atmosfeer van Jupiter.

Het begrijpen van de meteorologie van Jupiter en van andere nog onontgonnen reuzenplaneten zoals Uranus en Neptunus zou ons in staat moeten stellen het gedrag van gasreuzenexoplaneten buiten ons eigen zonnestelsel beter te begrijpen.