Astronomi koristeći James Webb svemirski teleskop (JWST) otkrili su dosad neviđene strukture i aktivnosti u Jupiterovoj atmosferi iznad Velike crvene pjege. Ove neobične pojave čini se da su uzrokovane snažnim gravitacijskim valovima u atmosferi. Velika crvena pjega je najveća oluja u Sunčevom sistemu, dvostruko veća od Zemlje, i vjeruje se da bjesni već najmanje 300 godina, prema NASA-i. Vjetrovi unutar Velike crvene pjege pušu brzinom od 430 do 680 kilometara na sat, što je do 3,5 puta brže od tornada na Zemlji.
Iako se dugo smatralo da atmosfera Jupitera iznad Velike crvene pjege nije posebno zanimljiva, nova opažanja instrumenta Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec) na JWST-u, koji je posmatrao ovu ogromnu oluju u julu 2022., pokazuju suprotno.
"Smatrali smo, možda naivno, da će ovo područje biti vrlo dosadno," izjavio je voditelj tima Henrik Melin sa Sveučilišta Leicester. "Zapravo je jednako zanimljivo kao i polarne svjetlosti, ako ne i više. Jupiter nas nikad ne prestaje iznenađivati."
Jupiterova gornja atmosfera je točka gdje se donja atmosfera planete susreće s njegovim magnetskim poljem, što dovodi do sjajnih sjevernih i južnih svjetlosti, uzrokovanih bombardiranjem nabijenim česticama sa Sunca i vulkanskim materijalom s Jupiterovog mjeseca Io, najaktivnijeg vulkanskog tijela u Sunčevom sistemu.
Iako je Jupiter jedan od najsvjetlijih objekata na noćnom nebu, njegova atmosfera slabo svijetli, što otežava detaljna promatranja s teleskopa na Zemlji. Međutim, s JWST-ovom pozicijom milion milja daleko od Zemlje, naša atmosfera ne predstavlja prepreku za ovaj svemirski teleskop vrijedan 10 milijardi dolara. Njegova osjetljivost u infracrvenom spektru omogućava mu da vidi Jupiterovu atmosferu u iznimnim detaljima, uključujući područje iznad Velike crvene pjege.
Usmjeravajući NIRSpec prema tom području, Melin i njegov tim otkrili su različite složene strukture, uključujući tamne lukove i svijetle točke. Iako je sunčeva svjetlost odgovorna za većinu svjetlosti iz Jupiterove atmosfere, tim vjeruje da postoji još jedan izvor koji uzrokuje promjene u obliku i strukturi gornje atmosfere.
"Jedan način na koji možete promijeniti ovu strukturu su gravitacijski valovi – slični valovima koji se razbijaju na plaži, stvarajući nabore u pijesku," objasnio je Melin. "Ovi valovi generiraju se duboko u turbulentnoj donjoj atmosferi, sve oko Velike crvene pjege, i mogu putovati prema gore, mijenjajući strukturu i emisije gornje atmosfere."
Ovi gravitacijski valovi vrlo su različiti od gravitacijskih valova, koji su male vibracije u prostoru i vremenu predviđene Einsteinovom teorijom opće relativnosti iz 1915. Gravitacijski valovi propagiraju se kroz atmosferu, za razliku od gravitacijskih valova koji prolaze kroz prostor-vrijeme.
Atmosferski gravitacijski valovi također se povremeno viđaju na Zemlji, ali su mnogo manje intenzivni i snažni nego oni na Jupiteru. Tim sada planira nastaviti s daljnjim istraživanjem ovih novih struktura i valnih obrazaca s JWST-om, što bi moglo otkriti kako valovi struje kroz Jupiterovu gornju atmosferu i uzrokuju promatrane strukture.
Ova otkrića trebala bi pomoći u boljem razumijevanju distribucije energije na Jupiteru i mogu podržati misiju Evropske svemirske agencije (ESA) Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). JUICE je lansiran 14. aprila 2023. i doći će do Jupitera i njegovih mjeseca 2031. godine, kada će detaljno promatrati Jupiter i njegova tri velika okeanografska mjeseca, Ganimed, Kalisto i Evropu. Rezultati tima objavljeni su u časopisu Nature Astronomy.
