Naučnici i astronomi amateri udružili su snage kako bi osporili dugogodišnju pretpostavku da su vrtložni oblaci Jupitera sastavljeni od zamrznutog amonijaka - što predstavlja bitnu osobinu plinovitog diva, a pritom smo mislili da ga dobro poznajemo.
Koristeći komercijalno dostupne teleskope i spektralne filtere, astronom amater Steve Hill prikupio je podatke za mapiranje količine amonijaka u Jupiterovoj atmosferi.
Međutim, otkrio je nešto što je u suprotnosti s prethodnim modelima sastava atmosfere Jupitera.
'Bio sam zaintrigiran!' rekao je Patrick Irwin s Oxforda za Space.com. ‘Prvo sam bio sumnjičav prema tome da Hillova metoda može proizvesti tako detaljne karte amonijaka.' Ali kako je analiza napredovala, sumnje su ustupile mjesto uzbuđenju - bilo je jasno da je otkrio nešto važno.
Atmosfera Jupitera i nova otkrića
Jupiterova atmosfera sastoji se uglavnom od vodika i helija, s manjim količinama amonijaka, metana, vodene pare i drugih plinova. Ti se plinovi kondenziraju na različitim visinama, stvarajući oblake koji reflektiraju Sunčevu svjetlost i stvaraju upečatljiv izgled planeta. Budući da je amonijak prisutan u atmosferi Jupitera i kondenzira se pri najnižem pritisku od svih poznatih plinova, naučnici su dugo pretpostavljali da su najveći vidljivi oblaci na planeti napravljeni od zaleđenog amonijaka.
‘Naučnici će uvijek pretpostaviti jednostavan model dok ne dobiju uvjerljive dokaze da je taj model pogrešan', objasnio je Irwin.
Hillova metoda, pod imenom 'analiza dubine apsorpcije', koristi specifične valne dužine svjetlosti koje apsorbiraju metan (619 nm) i amonijak (647 nm). Uspoređivanjem tih apsorpcija, uspio je izračunati i mapirati distribuciju amonijaka s velikom preciznošću.
Ključna otkrića
Analiza je pokazala da reflektirana svjetlost dolazi iz slojeva oblaka u kojima je atmosferski pritisak previsok, a temperature previsoke za kondenzaciju amonijaka. 'Opažanja jasno pokazuju da se glavni sloj refleksije nalazi dublje od očekivane razine kondenzacije amonijaka na 0,7 bara — zapravo na dva, tri bara', rekao je Irwin.
Naučnici su zaključili da oblaci Jupitera nisu primarno sastavljeni od zaleđenog amonijaka. Modeli predviđaju da su vjerovatno napravljeni od amonijaka u kombinaciji s hidrosulfidom i fotokemijskim smogom, a moguće je i to da su sastavljeni od egzotične kombinacije vode i amonijaka.
'Ova otkrića ukazuju na kompleksne fotohemijske procese koji se odvijaju u atmosferi Jupitera', rekao je Irwin. 'Čisti oblaci od zaleđenog amonijaka rijetki su i ograničeni na male regije s vrlo brzim i snažnim konvekcijama.'
Potvrda rezultata i primjena na Saturn
Hillove teorije potvrđene su usporedbom s podacima iz naprednijih instrumenata poput MUSE-a na ESO-ovom VLT teleskopu i NASA-ine misije Juno. Ova tehnika također je primijenjena na Saturn, gdje su naučnici otkrili da se refleksija glavnog sloja oblaka događa dublje nego što se očekivalo, slično kao na Jupiteru.
'Ova istraživanja ukazuju na slične fotohemijske procese u atmosferi Saturna', rekao je Irwin. 'Također smo odredili duboku količinu amonijaka, što je u skladu s nedavnim opažanjima svemirskim teleskopom James Webb.'
Ovaj rad ističe da saradnja profesionalnih i amaterskih astronoma može proširiti naše razumijevanje svemira. Čak i naizgled jednostavna opažanja mogu donijeti vrijedne uvide i proširiti naše znanje o kosmosu, zaključuje Space.
