Wielka czerwona plama ogrzewa górne warstwy atmosfery Jowisza

Wizja artystyczna przedstawiająca ogrzewanie górnych warstw atmosfery przez Wielką Czerwoną Plamę na Jowiszu
Wizja artystyczna przedstawiająca ogrzewanie górnych warstw atmosfery przez Wielką Czerwoną Plamę na Jowiszu

Naukowcy z Bostonu ogłosili wczoraj w periodyku Nature, że Wielka Czerwona Plama na Jowiszu może być tajemniczym źródłem energii niezbędnej do ogrzewania górnych warstw atmosfery planety do poziomu obserwowanych temperatur.

Promieniowanie słoneczne docierające do Ziemi skutecznie podgrzewa ziemską atmosferę na wysokościach nawet 400 kilometrów nad powierzchnią. Jowisz znajduje się jednak ponad pięć razy dalej od Słońca, a mimo to górne warstwy jego atmosfery charakteryzują się temperaturami zbliżonymi do tych obserwowanych na Ziemi. Źródło tej niepochodzącej ze Słońca energii umykało dotąd naukowcom badającym procesy zachodzące w zewnętrznej części Układu Słonecznego.

„Skoro musieliśmy wykluczyć ogrzewanie ze strony Słońca, zaplanowaliśmy obserwacje, które miały na celu stworzenie mapy rozkładu ciepła na powierzchni całej planety. Poszukiwaliśmy jakichkolwiek anomalii temperaturowych, które mogłyby nam powiedzieć skąd pochodzi ta energia,” tłumaczy dr James O’Donoghue, naukowiec z BU oraz główny autor opracowania.

Astronomowie mierzą temperaturę planety obserwując emitowane przez nią promieniowanie w zakresie podczerwonym (IR). Widoczne w zakresie widzialnym szczyty górnej warstwy chmur na Jowiszu znajdują się ok. 50 km nad jej krawędzią; emisja w podczerwieni wykorzystywana przez zespół z BU pochodzi z wysokości ok. 800 kilometrów wyżej. Gdy astronomowie z BU przyjrzeli się uzyskanym przez siebie wynikom, odkryli, że temperatury na dużych wysokościach były dużo wyższe niż oczekiwano za każdym gdy ich teleskop przyglądał się określonym obszarom południowej półkuli planety.

„Niemal od razu zauważyliśmy, że temperatury maksymalne rejestrujemy na dużej wysokości nad Wielką Czerwoną Plamą – czy to tylko przypadek czy istotna wskazówka?” dodaje O’Donoghue.

Wielka Czerwona Plama na Jowiszu jest jedną z wielkich tajemnic Układu Słonecznego. Odkryta zaledwie w kilka lat po skonstruowaniu pierwszego teleskopu przez Galileusza w XVII wieku, ten wirujący owal kolorowych gazów zwany jest czasami „wiecznym huraganem.” Wielka Czerwona Plama z czasem zmienia swoje rozmiary i barwy, rozciąga się na obszarze równym trzem średnicom Ziemi, a wiatry potrzebują nawet 6 dni na wykonanie pełnego obrotu. Sam Jowisz dość szybko obraca się wokół własnej osi – zaledwie 10 godzin.

„Wielka Czerwona Plama jest niesamowitym źródłem energii, która następnie ogrzewa górne warstwy atmosfery Jowisza – jednak jak dotąd nie mieliśmy dowodów na to, że faktycznie wpływa ona na temperatury obserwowane na dużych wysokościach,” mówi dr Luke Moore, współautor artykułu z Center for Space Physics na BU.

Rozwiązanie „kryzysu energetycznego” na odległej planecie ma swoje implikacje w naszym układzie planetarnym, lecz także w przypadku planet krążących wokół innych gwiazd. Jak zauważają naukowcy z BU, niespotykanie wysokie temperatury daleko nad widocznym dyskiem Jowisza to nie jest jednostkowy problem tej tylko planety. Podobne zjawiska zachodzą także na Saturnie, Uranie i Neptunie. Dlatego też prawdopodobnie z tym samym będziemy mieli do czynienia także w przypadku gazowych olbrzymów krążących wokół innych gwiazd.

„Transfer energii do górnych warstw atmosfery był symulowany dla atmosfer planetarnych, jednak jak dotąd nie mieliśmy potwierdzenia obserwacyjnego,” mówi O’Donoghue. „Wyjątkowo wysokie temperatury obserwowane nad czerwoną plamą, wydają się być głównym dowodem na ten transfer energii.”

Zaburzony przepływ w atmosferze nad Wielką Czerwoną Plamą prowadzi do powstania fal grawitacyjnych i fal akustycznych.  Źródło: Art by Dillon Yothers with Luke Moore
Zaburzony przepływ w atmosferze nad Wielką Czerwoną Plamą prowadzi do powstania fal grawitacyjnych i fal akustycznych. Źródło: Art by Dillon Yothers with Luke Moore

Źródło: Boston University