Šimtmečius astronomai stebėjo besisukantį Jupiterio paviršių ir buvo sužavėti bei mistifikuoti dėl jo išvaizdos. Paslaptis tik sustiprėjo, kai 1995 m „Galileo“ erdvėlaivis pasiekė Jupiterį ir pradėjo nuodugniai tyrinėti jo atmosferą. Nuo to laiko astronomai sumišo dėl spalvotų juostų ir domėjosi, ar tai tik paviršiaus reiškinys, ar kažkas giliau.
Ačiū Juno kosminiu laivu, kuris aplink Jupiterį riedėjo nuo 2016 m. liepos mėn., dabar mokslininkai yra žymiai arčiau atsakymo į šį klausimą. Praėjusią savaitę buvo paskelbti trys nauji tyrimai remiantis Juno duomenis, kurie pateikė naujus atradimus apie Jupiterio magnetinį lauką, jo vidaus sukimąsi ir tai, kiek giliai išsikiša jo diržai. Visi šie atradimai tikslina tai, ką mokslininkai mano apie Jupiterio atmosferą ir jos vidinius sluoksnius.
Tyrimai buvo pavadinti „Jupiterio asimetrinio gravitacijos lauko matavimas“, „Jupiterio atmosferos srovės srautai driekiasi tūkstančius kilometrų gyliu“ ir „Jupiterio giliojo vidaus diferencialo sukimosi slopinimas“, kurie visi buvo publikuoti Gamta 2018 m. kovo 7 d. Tyrimams vadovavo prof. Luciano Iess iš Romos Sapienza universiteto, antrą - prof. Yohai Kaspi ir dr. Eli Galanti iš Weizmanno mokslo instituto, trečiąjį - prof. Tristanas Guillot iš Cote d'Azur observatorija.
Tyrimui vadovavo Professo Kaspi ir Dr. Galanti, kurie, be to, kad buvo pagrindiniai antrojo tyrimo autoriai, buvo ir kitų dviejų autorių bendraautoriai. Pora šiai analizei ruošėsi dar anksčiau Juno pradėjo veikti 2011 m., per tą laiką jie sukūrė matematinius įrankius gravitacinio lauko duomenims analizuoti ir geriau suprato Jupiterio atmosferą ir jos dinamiką.
Visi trys tyrimai buvo pagrįsti Eurostato surinktais duomenimis Juno kas 53 dienas einant iš vieno Jupiterio poliaus į kitą - manevras, žinomas kaip „perijovas“. Kiekvienu paspaudimu zondas panaudojo pažangųjį instrumentų rinkinį, norėdamas perteikti po atmosferos paviršiaus sluoksnius. Be to, buvo matuojamos zondo skleidžiamos radijo bangos, siekiant nustatyti, kaip jos pasislinko planetos gravitaciniu lauku kiekvienoje orbitoje.
Kaip astronomai kurį laiką suprato, Jupiterio purkštukai teka juostomis iš rytų į vakarus ir iš vakarų į rytus. Proceso metu jie sutrikdo tolygų masės pasiskirstymą planetoje. Matuojant planetos gravitacijos lauko pokyčius (taigi ir šį masės disbalansą), daktarų Kaspi ir Dr. Galanti analizės įrankiai sugebėjo apskaičiuoti, kaip giliai audros driekiasi po paviršiumi ir kokia yra jos vidaus dinamika.
Visų pirma, komanda tikėjosi rasti anomalijų dėl to, kaip planeta skiriasi nuo tobulos sferos - dėl to, kaip greitai sukdamasis ją šiek tiek suskaldo. Tačiau jie taip pat ieškojo papildomų anomalijų, kurias būtų galima paaiškinti dėl atmosferoje esančio galingo vėjo.
Pirmajame tyrime dr. Iess ir jo kolegos tiksliai taikė Doplerio stebėjimą Juno erdvėlaivis, kad būtų galima išmatuoti Jupiterio gravitacijos harmonijas - lygias ir nelygines. Jie nustatė, kad Jupiterio magnetinis laukas turi šiaurės ir pietų asimetriją, kuris rodo vidinius oro srautus.
Šios asimetrijos analizė buvo tęsiama antrajame tyrime, kuriame daktarai Kaspi, dr. Galanti ir jų kolegos pasitelkė planetos gravitacijos lauko kitimus, kad apskaičiuotų Jupiterio rytų-vakarų srovės srautus. Išmatavę, kaip šie purkštukai sukelia Jupiterio gravitacijos lauko disbalansą ir net sutrikdo planetos masę, jie padarė išvadą, kad jie tęsiasi iki 3000 km (1864 mi) gylio.
Remdamasis tuo, prof. Guillot ir jo kolegos atliko trečiąjį tyrimą, kuriame panaudojo ankstesnius atradimus apie planetos gravitacinį lauką ir srovės srautus ir palygino rezultatus su interjero modelių prognozėmis. Iš to jie nustatė, kad planetos vidus sukasi beveik kaip standus kūnas ir kad diferencinis sukimasis mažėja toliau.
Be to, jie nustatė, kad atmosferos srauto zonos driekėsi nuo 2000 km (1243 mi) iki 3500 km (2175 mi) gylio, o tai atitiko suvaržymus, gautus iš nelyginių gravitacinių harmonikų. Šis gylis taip pat atitinka tašką, kuriame elektros laidumas tampa pakankamai didelis, kad magnetinis tempimas slopintų diferencinį sukimąsi.
Remdamasi savo išvadomis, komanda taip pat apskaičiavo, kad Jupiterio atmosfera sudaro 1% visos jos masės. Palyginimui, Žemės atmosfera sudaro mažiau nei milijonąją visos jos masės dalį. Vis dėlto, kaip dr. Kaspi paaiškino Weizzmann instituto pranešime spaudai, tai buvo gana keista:
„Tai yra daug daugiau, nei kas nors galvojo, ir daugiau nei tai, kas buvo žinoma iš kitų Saulės sistemos planetų. Iš esmės tai yra masė, lygi trims žemėms, judančioms dešimčių metrų per sekundę greičiu. “
Visi šie žodžiai atskleidė Jupiterio atmosferos dinamiką ir vidaus struktūrą. Šiuo metu Jupiterio šerdyje esanti tema liko neišspręsta. Tačiau tyrėjai tikisi išanalizuoti tolesnius matavimus Juno pamatyti, ar Jupiteris turi kietą šerdį, ir (jei yra) nustatyti jo masę. Tai savo ruožtu padės astronomams sužinoti daug daugiau apie Saulės sistemos istoriją ir susidarymą.
Be to, Kaspi ir Galanti nori naudoti tuos pačius metodus, kuriuos jie sukūrė Jupiterio reaktyviniams srautams apibūdinti, kad būtų išspręsta jo ikoniškiausia savybė - Jupiterio didžioji raudonoji dėmė. Jie ne tik nustato, kaip giliai tęsiasi ši audra, bet ir tikisi sužinoti, kodėl ši audra tęsėsi tiek šimtmečių ir kodėl ji pastaraisiais metais pastebimai mažėja.
Tikimasi, kad „Juno“ misija bus įvykdyta 2018 m. Liepą. Draudžiant bet kokius pratęsimus, zondas atliks kontroliuojamąjį deorbitą į Jupiterio atmosferą, atlikęs 14 persvarstymą. Tačiau net ir pasibaigus misijai, mokslininkai analizuos surinktus duomenis. ateinantiems metams. Tai, ką atskleidžia didžiausia Saulės sistemos planeta, taip pat padės nušviesti Saulės sistemos supratimą.
