Wiatry na Jowiszu. Ich prędkość jest przerażąjąca

Instrument ESPRESSO, działający w ramach Very Large Telescope (VLT), został stworzony z myślą o badaniach planet pozasłonecznych. Jego zaawansowane możliwości pozwoliły na przeprowadzenie szczegółowej analizy wiatrów na Jowiszu, największej planecie w naszym Układzie Słonecznym. W planach naukowców jest wykorzystanie tego instrumentu do badań innych gazowych olbrzymów naszego systemu.

Astronomowie na całym świecie odkryli już ponad 5 tysięcy potwierdzonych planet pozasłonecznych. Jak podkreślają naukowcy z Uniwersytetu w Lizbonie, początkowo skupiano się na odkrywaniu gazowych olbrzymów, które z jednej strony są podobne, a z drugiej bardzo różne od planet takich jak Jowisz czy Saturn.

Dzięki postępowi technologicznemu i nowym instrumentom, takim jak ESPRESSO, naukowcy są w stanie analizować atmosfery odległych, pozasłonecznych planet. Jednakże, wiele pytań dotyczących atmosfer planet naszego Układu Słonecznego pozostaje nadal bez odpowiedzi. Teraz, po raz pierwszy w historii, badacze z Lizbony skorzystali z możliwości instrumentu ESPRESSO do badania atmosfery Jowisza. Instrument ten jest spektrografem, który działa w ramach Very Large Telescope (VLT, Bardzo Dużego Teleskopu), należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego.

Dzięki ESPRESSO, naukowcy byli w stanie przeprowadzić pomiary prędkości wiatru na Jowiszu poprzez analizę odbicia światła Słońca, które zależy od tej prędkości. Wykorzystali do tego tzw. efekt Dopplera, który wcześniej, w połączeniu z innymi spektrografami, był używany do obserwacji Wenus.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

"Atmosfera Jowisza, na poziomie widocznych z Ziemi chmur, zawiera amoniak, wodorosiarczek amonu i wodę, które tworzą charakterystyczne, czerwone pasy" – wyjaśnia Pedro Machado, autor publikacji, która ukazała się w magazynie "Universe" (https://www.mdpi.com/2218-1997/9/12/491).

"Górne warstwy chmur znajdujące się w strefie ciśnienia od 0,6 do 0,9 bar składają się z zamrożonego amoniaku. Chmury wodne tworzą się natomiast w najgęstszych, najniższych warstwach i mają największy wpływ na dynamikę atmosfery" – dodaje.

Dzięki ESPRESSO, badacze byli w stanie dokonać precyzyjnych pomiarów wiatrów na Jowiszu, które wieją z prędkościami od 60 do 428 km/s.

Jednakże, precyzyjność teleskopu stworzyła pewne specyficzne wyzwania. "Jedna z największych trudności dotyczyła nawigacji na dysku planety. Chodzi o dokładne określenie, na który punkt patrzymy. Wynikało to z niewiarygodnie wysokiej rozdzielczości VLT" – tłumaczy planetolog.

"Mierzyliśmy prędkość wiatru z dokładnością do kilku metrów na sekundę, podczas gdy Jowisz na równiku obraca się z prędkością ponad 10 kilometrów na sekundę. Co więcej, ponieważ ma budowę gazową, a nie skalistą, prędkość obrotu się zmienia, m.in. zależnie od szerokości geograficznej" – podkreśla specjalista.

Badacze skonfrontowali swoje wyniki z wcześniejszymi danymi zgromadzonymi innymi metodami, głównie z pomocą instrumentów działających w kosmosie.

Dalsze obserwacje z wykorzystaniem nowej techniki pozwolą na analizę, jak wiatry na Jowiszu zmieniają się z czasem, i pomogą w stworzeniu modelu globalnej cyrkulacji atmosferycznej planety.

Naukowcy planują również wykorzystać podobne metody do badania innych gazowych olbrzymów naszego Układu Słonecznego, zaczynając od Saturna.