Den övre atmosfären över Jupiters berömda röda fläck - en jättestorm som har pågått i århundraden - är mycket varmare än någon annanstans på denna gasjätt. En ny studie, publicerad i tidskriften Nature, leder forskare att spekulera i att rörelserna från en jättestorm som rasar i planetens nedre atmosfär är ansvarig för den högre temperaturen i Jupiters övre atmosfär. Med andra ord betyder detta att de två lagren av planetens atmosfär är sammankopplade och kan påverka varandra.
Den stora röda fläcken, som den kallas, är en av de mest kända egenskaperna hos Jupiter. Som nämnts i NASA: s flyg- byrå täcker denna jätte- orkan ett område på flera tusen kilometer över planetytan och har vindar som blåser i hastigheter upp till 650 kilometer i timmen. Den stora röda fläcken har observerats sedan slutet av 1800-talet. Astronomer hela tiden försöker förstå hur denna storm bildades och vilken typ av atmosfär som finns runt den.
Under vår tid fann forskare som använde data som erhölls med hjälp av NASA Infrared Telescope Facility på Hawaii att atmosfären i denna region är cirka 1600 grader Kelvin (eller cirka 1300 grader Celsius) varmare än medeltemperaturen för den övre atmosfären under resten ytan på Jupiter, som är cirka 626 grader Celsius. Detta förklaras av det faktum att de turbulenta flödena från detta jättestorm skapar akustiska vågor riktade från planeten, som sedan skakar (och därmed värmer upp) atomerna i den övre atmosfären och skapar så betydande temperaturskillnader.
Denna upptäckt antyder att det undre skiktet och det övre skiktet av Jupiters atmosfär är sammankopplade och kan påverka varandra. Detta faktum är ganska förvånande när man tänker på att det övre lagret av planetens atmosfär är ungefär 800 kilometer bredare än det undre skiktet.
"Vi trodde inte att de två regionerna kunde kopplas samman på något speciellt sätt, men det visar sig att de inte är det," säger huvudforskaren James O'Donoghue, en planetutforskare vid Boston University.
Detta förhållande kan också hjälpa till att förklara mysteriet om den planetariska "energikrisen" som har plågat planetforskare under många år. Det består i det faktum att de övre skikten i Jupiters atmosfär, och faktiskt av alla våra solsystem, är mycket varmare än de borde vara. Datormodeller visar att med tanke på hur långt från solen planeten är, bör temperaturen i Jupiters övre atmosfär faktiskt ligga på cirka 300 grader Kelvin (27 grader Celsius). Direkta observationer visar dock att dess övre atmosfär är mycket varmare än denna indikator. Forskare var inte helt säkra på hur de skulle förklara denna temperaturskillnad, men en ny studie fick experter att dra slutsatsen att överskottsvärme kommer från strömmar i den lägre atmosfären.
Tidigare trodde man att aurororna vid polerna i Jupiter kunde spridas djupare i atmosfären och därmed värma upp resten av den. Som O'Donoghue noterar har dock datormodeller visat att detta är osannolikt. På grund av de supersnabba vindarna som rör sig från öst till väster längs Jupiters ekvator, förblir auroror oftast uteslutande vid planetens poler. En annan förklaring föreslogs relaterade till stormarnas akustiska drag. Inga direkta bevis för detta hittades dock. En ny studie av temperaturer över Jupiters stora röda fläck har gett forskare en antydning om hur denna process faktiskt sker.
En illustration av hur den stora röda fläcken skickar vågor till planetens övre atmosfär
Kampanjvideo:
"En bra analogi är hur vi rör om en kopp kaffe med en sked," säger O'Donoghue.
”Om du roterar en sked medsols och sedan vrider den kraftigt moturs, kommer det att bilda en hel del vågor och stänk på kaffet. Och genom att rör om kaffet på det här sättet värms det faktiskt upp. Som en del av denna omrörning genereras dessutom vissa ljudvågor.
Ungefär samma sak händer med den stora röda fläcken. När stormen roterar moturs träffar den strömmarna i den nedre atmosfären, som rör sig medurs och skapar kolossal turbulens. Detta får också de akustiska vågorna att stiga vertikalt uppåt. Vågorna börjar skaka atomerna i den övre atmosfären och värmer upp den.
Liknande processer pågår på jorden. Till exempel, när luftströmmar rör sig över Anderna, kolliderar luften med berg, och akustiska vågor bildas som stiger in i den övre atmosfären och värmer den något. Det noteras att även över orkaner och tsunamier som förekommer på jorden blir atmosfären också något varmare.
Forskare har nu mycket övertygande bevis på vad som faktiskt händer med Jupiters stora röda fläck. Enligt deras åsikt kan samma processer äga rum över andra områden på planeten. I framtiden planerar forskarna att börja observera de mindre stormarna från gasjätten och därefter skapa en ganska exakt temperaturkarta över dess övre atmosfär.
Det bör också erinras om att rymdskeppet "Juno" nyligen kom in i Jupiters omloppsbana, som också kommer att studera denna gigantiska värld och kommer att kunna ge den mest exakta informationen på denna planet. Forskare tror att sonden är mycket trolig att hitta liknande processer för att värma upp atmosfären över mindre orkaner. Dessutom kommer enheten, på grund av sin kraftfulla observationsutrustning, att se ännu djupare inuti den stora röda fläcken.
"Artikeln som granskas idag antyder att den stora röda fläcken är ansvarig för den betydande uppvärmningen av atmosfären ovanför," säger Mike Janssen, medlem av Juno-uppdraget vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory.
"Vår apparat hjälper till att förklara vad som är ansvarigt för själva den stora röda fläcken."
NIKOLAY KHIZHNYAK