Koristeći NASA svemirski teleskop James Webb, naučnici su promatrali regiju iznad Jupiterove legendarne Velike crvene pjege kako bi otkrili niz prethodno neviđenih obilježja.
Regija, za koju se ranije vjerovalo da je po prirodi veoma nepregledna, sadrži niz zamršenih struktura i aktivnosti.
Jupiter je jedan od najsjajnijih objekata na noćnom nebu i lako se vidi po vedroj noći. Osim jarkog sjevernog i južnog svjetla u polarnim regijama planeta, sjaj Jupiterove gornje atmosfere je slab i stoga je izazov za zemaljske teleskope da razaznaju detalje u ovoj regiji. Međutim, Webbova infracrvena osjetljivost omogućuje naučnicima proučavanje Jupiterove gornje atmosfere iznad zloglasne Velike crvene pjege s detaljima bez presedana, piše ESA.
Gornja atmosfera Jupitera je sučelje između magnetskog polja planeta i donje atmosfere. Ovdje se mogu vidjeti svijetli i živopisni prikazi sjevernog i južnog svjetla, koje potiče vulkanski materijal izbačen s Jupiterovog mjeseca Io. Međutim, bliže ekvatoru, struktura gornje atmosfere planeta pod utjecajem je sunčeve svjetlosti. Budući da Jupiter prima samo 4 posto sunčeve svjetlosti koju prima Zemlja, astronomi su predvidjeli da će ovo područje biti homogene prirode.
Veliku crvenu pjegu Jupitera promatrao je Webbov Near-InfraRed Spectrograph (NIRSpec) u maju 2022., koristeći mogućnosti instrumenta Integral Field Unit. Promatranja tima Early Release Science nastojala su istražiti je li ovo područje zapravo dosadno, a područje iznad legendarne Velike crvene pjege bilo je ciljano za Webbova promatranja. Tim je bio iznenađen kada je otkrio da gornja atmosfera sadrži niz zamršenih struktura, uključujući tamne lukove i svijetle točke, u cijelom vidnom polju.
"Mislili smo da će ova regija, možda naivno, biti stvarno dosadna", rekao je voditelj tima Henrik Melin sa Sveučilišta Leicester u Ujedinjenom Kraljevstvu. “Zapravo je jednako zanimljiv kao i sjeverno svjetlo, ako ne i više. Jupiter ne prestaje iznenađivati.”
Iako svjetlost koja se emitira iz ove regije pokreće sunčeva svjetlost, tim sugerira da mora postojati još jedan mehanizam koji mijenja oblik i strukturu gornje atmosfere.
"Jedan od načina na koji možete promijeniti ovu strukturu su gravitacijski valovi - slično valovima koji se razbijaju o plažu, stvarajući valove u pijesku", objasnio je Melin. "Ovi valovi nastaju duboko u turbulentnoj donjoj atmosferi, posvuda oko Velike crvene pjege, i mogu putovati u visinu, mijenjajući strukturu i emisije gornje atmosfere."
Tim objašnjava da se ovi atmosferski valovi povremeno mogu promatrati na Zemlji, no mnogo su slabiji od onih koje je Webb promatrao na Jupiteru. Također se nadaju da će u budućnosti provesti dodatna Webbova promatranja ovih zamršenih valnih uzoraka kako bi istražili kako se obrasci kreću unutar gornje atmosfere planeta i razvili naše razumijevanje energetskog proračuna ove regije i kako se značajke mijenjaju tokom vremena.
Ova otkrića također mogu poduprijeti ESA-in Jupiter Icy Moons Explorer, Juice, koji je lansiran 14. aprila 2023. Juice će detaljno promatrati Jupiter i njegova tri velika oceanska mjeseca, Ganimed, Kalisto i Evropa, s nizom daljinskih detekcija, geofizičke i in situ instrumente. Misija će karakterizirati ove mjesece i kao planetarne objekte i kao moguća staništa, dubinski istražiti Jupiterovo složeno okruženje i proučavati širi Jupiterov sustav kao arhetip plinovitih divova diljem Svemira.
Ova opažanja su uzeta kao dio Early Release Science programa #1373: ERS Observations of the Jovian System as a Demonstration of JWST's Capabilities for Solar System Science (Co-PIs: I. de Pater, T. Fouchet).
"Ovaj ERS prijedlog napisan je još 2017.", rekao je član tima Imke de Pater sa Sveučilišta Kalifornija, Berkeley. “Jedan od naših ciljeva bio je istražiti zašto se temperatura iznad Velike crvene pjege čini visokom, kao što su otkrila nedavna promatranja s NASA-inim infracrvenim teleskopom. Međutim, naši novi podaci pokazali su vrlo različite rezultate.”
Ovi rezultati objavljeni su u časopisu Nature Astronomy.
Šta je James Webb?
Webb je najveći i najmoćniji teleskop ikada lansiran u svemir. Prema međunarodnom sporazumu o suradnji, ESA je osigurala uslugu lansiranja teleskopa, koristeći raketu-nosač Ariane 5. U suradnji s partnerima, ESA je bila odgovorna za razvoj i kvalifikaciju prilagodbi Ariane 5 za misiju Webb i za nabavu usluge lansiranja od strane Arianespacea. ESA je također osigurala radni spektrograf NIRSpec i 50% srednjeg infracrvenog instrumenta MIRI, koji je dizajnirao i napravio konzorcij nacionalno financiranih europskih instituta (The MIRI European Consortium) u partnerstvu s JPL-om i Sveučilištem u Arizoni.
Webb je međunarodno partnerstvo između NASA-e, ESA-e i Kanadske svemirske agencije (CSA).