Horní atmosféra nad slavnou červenou skvrnou Jupitera - obrovská bouře, která se odehrává po staletí - je mnohem teplejší než kdekoli jinde na tomto plynovém gigantu. Nová studie, publikovaná v časopise Nature, vede vědce ke spekulacím, že pohyby obří bouře, která zuří v nižší atmosféře planety, jsou odpovědné za vyšší teplotu v Jupiterově horní atmosféře. Jinými slovy to znamená, že obě vrstvy atmosféry planety jsou vzájemně propojeny a mohou se navzájem ovlivňovat.
Velká červená skvrna, jak se nazývá, je jednou z nejznámějších vlastností Jupiteru. Jak je uvedeno v letecké agentuře NASA, tento obrovský hurikán pokrývá oblast několik tisíc kilometrů nad povrchem planety a může se pochlubit větry, které foukají rychlostí až 650 kilometrů za hodinu. Velká červená skvrna byla pozorována od konce 18. století. Astronomové se celou dobu snaží pochopit, jak se tato bouře vytvořila a jaká atmosféra je kolem ní.
V naší době vědci s využitím dat získaných pomocí infračerveného dalekohledu NASA na Havaji zjistili, že atmosféra v této oblasti je o 1600 stupňů Kelvina (nebo asi 1300 stupňů Celsia) teplejší než průměrná teplota horní atmosféry po zbytek povrch Jupiteru, který je asi 626 stupňů Celsia. To je vysvětleno skutečností, že turbulentní proudy této obří bouře vytvářejí akustické vlny směrované z planety, které následně třepou (a tím zahřívají) atomy v horní atmosféře a vytvářejí tak významné rozdíly v teplotě.
Tento objev naznačuje, že spodní vrstva a horní vrstva atmosféry Jupitera jsou vzájemně propojeny a schopny se navzájem ovlivňovat. Tato skutečnost je docela překvapující, když se domníváte, že horní vrstva atmosféry planety je o 800 kilometrů širší než spodní vrstva.
"Nemysleli jsme si, že by tyto dva regiony mohly být propojeny nějakým zvláštním způsobem, ale ukázalo se, že nejsou," říká vedoucí výzkumník James O'Donoghue, planetární průzkumník na Bostonské univerzitě.
Tento vztah může také pomoci vysvětlit tajemství planetární „energetické krize“, která sužuje planetární vědce po mnoho let. Spočívá v tom, že horní vrstvy atmosféry Jupiteru a skutečně všech plynných obrů naší sluneční soustavy jsou mnohem teplejší, než by měly být. Počítačové modely ukazují, že vzhledem k tomu, jak daleko je planeta od Slunce, by měla být teplota horní atmosféry Jupiteru ve skutečnosti kolem 300 stupňů Kelvina (27 stupňů Celsia). Přímé pozorování však ukazuje, že jeho horní atmosféra je mnohem teplejší než tento indikátor. Vědci si nebyli zcela jisti, jak vysvětlit tento teplotní rozdíl, ale nová studie vedla odborníky k závěru, že přebytečné teplo pochází z proudů, které jsou v nižší atmosféře.
Dříve se předpokládalo, že polární záře u sloupů Jupiteru se mohou rozšířit hlouběji do atmosféry a tím i zbytek zahřát. Jak však poznamenává O'Donoghue, počítačové modely ukázaly, že je to nepravděpodobné. Kvůli rychlým větrům pohybujícím se od východu na západ podél rovníku Jupiteru zůstávají aurory nejčastěji výlučně na pólech planety. Další vysvětlení bylo navrženo v souvislosti s akustickými vlastnostmi bouří. Nebyl však nalezen žádný přímý důkaz. Nová studie teplot nad Velkou červenou skvrnou Jupiteru poskytla vědcům náznak toho, jak tento proces skutečně nastává.
Ilustrace toho, jak Velká červená skvrna posílá vlny do horní atmosféry planety
Propagační video:
"Dobrá analogie je způsob, jak mícháme šálek kávy lžičkou," říká O'Donoghue.
"Pokud otočíte lžíci ve směru hodinových ručiček a potom ji ostře otočíte proti směru hodinových ručiček, na povrchu kávy se vytvoří mnoho vln a postříkání." A takto mícháním kávy ji skutečně zahřejete. V rámci tohoto míchání jsou navíc generovány některé zvukové vlny.
Zhruba to samé se stane s Great Red Spot. Když se bouře otáčí proti směru hodinových ručiček, zasáhne proudy nižší atmosféry, které se pohybují ve směru hodinových ručiček, čímž vytváří kolosální turbulenci. To také způsobuje, že akustické vlny stoupají svisle nahoru. Vlny začnou třást atomy v horní atmosféře a zahřívat je.
Podobné procesy probíhají na Zemi. Například, když se proudí vzduchový proud přes Andy, vzduch se srazí s horami a vytvoří se akustické vlny, které stoupají do horní atmosféry a mírně ji zahřívají. Je třeba poznamenat, že i přes hurikány a tsunami, které se vyskytují na Zemi, se atmosféra také stává poněkud teplejší.
Vědci nyní mají velmi přesvědčivé důkazy o tom, co se vlastně děje s Jupiterovou Great Red Spot. Podle jejich názoru mohou stejné procesy probíhat i v jiných oblastech povrchu této planety. V budoucnu vědci plánují začít pozorovat menší bouře plynového obra a následně vytvořit poměrně přesnou teplotní mapu své horní atmosféry.
Je třeba také připomenout, že kosmická loď „Juno“nedávno vstoupila na oběžnou dráhu Jupiteru, který bude také studovat tento gigantický svět a bude schopen poskytnout nejpřesnější údaje o této planetě. Vědci se domnívají, že sonda pravděpodobně najde podobné procesy pro zahřátí atmosféry na menších hurikánech. Kromě toho zařízení díky výkonnému pozorovacímu zařízení umožní vypadat ještě hlouběji uvnitř Velké červené skvrny.
"Článek, který je dnes přezkoumáván, naznačuje, že Velká červená skvrna je zodpovědná za výrazné zahřátí atmosféry nad ní," říká Mike Janssen, člen mise Juno v Jet Propulsion Laboratory NASA.
"Náš aparát pomůže vysvětlit, co je zodpovědné za samotnou Velkou červenou skvrnu."
NIKOLAY KHIZHNYAK