Vědci poprvé přímo změřili rychlost proudění ve stratosféře planety Jupiter

Pomocí radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, se týmu astronomů podařilo poprvé přímo změřit rychlost větru ve středních vrstvách atmosféry planety Jupiter. Na základě studia chemických pozůstatků po dopadu komety do atmosféry planety na začátku 90.

let 20. století vědci zjistili, že se v této vrstvě atmosféry Jupiteru vyskytuje extrémně silné proudění, jehož rychlost v blízkosti pólů dosahuje až 1 450 km za hodinu. Ve Sluneční soustavě se tak jedná o zcela unikátní extrémní meteorologický systém.

Planeta Jupiter je známá svými bílými a červenohnědými pásy – vířícími oblaky pohybujícího se plynu, který astronomové tradičně používají ke zkoumání proudění větru v nižších vrstvách jeho atmosféry.

Poblíž pólů planety astronomové pozorují nápadně jasné zářící struktury, polární záře, které jsou, zdá se, určitým způsobem spojeny se silným větrem vanoucím také v horních vrstvách atmosféry. Ale až dosud vědci nebyli schopni přesně měřit charakteristiky proudění v pásmu ležícím mezi těmito dvěma vrstvami, tedy ve stratosféře Jupiteru.

Měření rychlosti proudění ve stratosféře planety Jupiter pomocí sledování pohybu oblaků není možné, protože se v této vrstvě atmosféry oblačnost nevyskytuje. Alternativní prostředek ke zkoumání tohoto problému ale astronomové získali díky kometě Shoemaker–Levy 9, která do atmosféry planety Jupiter dopadla v roce 1994.

Při impaktu vznikly ve stratosféře molekuly nových látek, které jsou od té doby unášeny prouděním. Thibault Cavalié (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Francie) a jeho tým se pokusili jednu z těchto sloučenin – kyanovodík – použít k proměření tryskového proudění ve stratosféře Jupiteru.

Vědci pro tento fenomén používají označení slovo ‚jet‘, aby zdůraznili strukturu úzkých pásů ve stratosféře Jupiteru připomínající tryskové proudění v atmosféře Země. „Nejpůsobivějším výsledkem je nalezení silných jetů s rychlostí proudění až 400 metrů za sekundu, které se vyskytují pod polárními zářemi v blízkosti pólů,“ říká Thibault Cavalié.

Taková rychlost větru – tedy asi 1 450 km/h – více než dvakrát převyšuje maximální rychlost, jakou proudění dosahuje v slavné Velké rudé skvrně, a je asi třikrát vyšší než v nejsilnějších tornádech na Zemi.

„Naše pozorování ukazují, že tyto jety se mohou chovat podobně jako obří vír o průměru až čtyřikrát převyšujícím rozměry Země a výšce nějakých 900 kilometrů,“ vysvětluje spoluautor práce Bilal Benmahi (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux).

„Vír takových rozměrů je ve z hlediska meteorologie ve Sluneční soustavě něco mimořádného,“ dodává Thibault Cavalié.

Silného větru v okolí pólů Jupiteru si členové týmu byli vědomi, ale jednalo se o pásmo ležící mnohem výše v atmosféře, stovky kilometrů nad oblastí, na kterou se zaměřila tato studie publikovaná ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics. Předchozí práce předpověděly, že tyto výškové větry by mohly slábnout a úplně zaniknout dříve, než sestoupí dostatečně hluboko až do stratosféry. „Nová data získaná pomocí ALMA nám však ukazují opak,“ upozorňuje Thibault Cavalié, a dodává, že nalezení takto silného stratosférického proudění poblíž pólů Jupiteru je skutečným překvapením.

Astronomové použili 42 z celkového počtu 66 antén radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pracujícího v poušti Atacama v severním Chile a analyzovali pohyb molekul kyanovodíku, které v atmosféře Jupiteru zanechala srážka s kometou Shoemaker–Levy 9.

Data získaná pomocí ALMA jim umožnila změřit Dopplerův posun – malé změny frekvence (vlnové délky) záření emitovaného molekulami – způsobený rychlým prouděním větru v této oblasti atmosféry planety. „Měřením tohoto posunu jsme byli schopni odvodit rychlost proudění větru podobně, jako je možné změřit rychlost projíždějícího vlaku na základě změny frekvence jeho houkání,“ vysvětluje další spoluautor práce Vincent Hue (Southwest Research Institute in the US).

Kromě nalezení překvapivě silných polárních větrů se členům týmu na základě dat z ALMA podařilo také potvrdit existenci silného stratosférického proudění kolem rovníku planety a to (rovněž poprvé) přímým měřením jeho rychlosti.

Tryskové proudění v této části atmosféry Jupiteru v průměru dosahuje rychlosti 600 kilometrů za hodinu. Pozorování potřebná ke sledování stratosférického proudění na pólech i na rovníku planety Jupiter pomocí ALMA si vyžádala méně než 30 minut pozorovacího času.

„Úroveň detailů, jaké jsme dosáhli za takto krátký čas, názorně demonstruje možnosti pozorování prováděných pomocí ALMA,“ říká spoluautor studie Thomas Greathouse (Southwest Research Institute, US). „Je to ohromné spatřit první přímé měření tohoto proudění.

“ „Tyto výsledky, získané pomocí ALMA, otevírají zcela nové okno ke studiu polárních oblastí planety Jupiter, což se ještě před několika měsíci nedalo očekávat,“ dodává Thibault Cavalié. „Také jsme připravili půdu pro další podobná, a ještě rozsáhlejší měření, která bude provádět zařízení Submillimetre Wave Instrument v rámci kosmické mise JUICE,“ dodává Thomas Greathouse s odkazem na připravovaný start evropské sondy JUICE (JUpiter ICy moons Explorer, ESA), který je očekáván v průběhu příštího roku.

Planetu Jupiter bude zkoumat také připravovaný velký pozemní dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který by měl zahájit vědeckou činnost ve druhé polovině tohoto desetiletí. Bude schopen získávat pozorování polárních září Jupiteru s vysokým rozlišením a přinést ještě detailnější pohled na atmosféru této planety.

FOTO: Evropská jižní observatoř

Rubriky:  Astronomie Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

42 snímků planetek přispěje k...

Pomocí dalekohledu ESO/VLT v Chile astronomové pořídili snímky 42 planetek...

Revoluční zjištění francouzských...

Navzdory našim mnohaletým snahám o rozkrývání záhad vesmíru je toho stále velká...

Kosmická kost pro psa polapena...

Tým astronomů pracujících s teleskopem ESO/VLT získal dosud nejostřejší a...

Nově objevené exoplanety: Jedna z...

Planeta o hmotnosti poloviny Venuše či planeta, která by mohla být světem oceánů....

Snímek fotografa z opavské...

V soboru 31. července 2021 publikoval americký úřad NASA jako prestižní...

Opavští fyzikové objevili...

Černé díry patří mezi nejznámější a zároveň nejméně prostudované objekty ve vesmíru....

Jupiter: Obří otesánek, který neváhal...

Tváří se jako majestátní král Sluneční soustavy. A také jako její...

Astronomové poprvé spolehlivě zaznamenali...

Díky radioteleskopu ALMA se astronomům vůbec poprvé podařilo spolehlivě...

Galaktický ohňostroj: nové záběry...

Astronomové zveřejnili nové snímky nedalekých galaxií, které na těchto působivých...

Dávné vymírání měla možná na...

Vědci již dlouhou řádku let zkoumají, jak by supernovy mohly ovlivnit...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Elektrický mozkový implantát léčí deprese

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...
Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Říjen je již tradičně měsícem boje proti rakovině prsu. Díky unikátní studii Inovace pro...
„NEJ“ ze světa dinosaurů

„NEJ“ ze světa dinosaurů

Dinosauři byli v historii planety Země těmi největšími a nejtěžšími tvory,...
Využití virtuální reality pro plánování a simulaci vojenských misí

Využití virtuální reality pro...

Unikátní systém, kombinující využití virtuální reality a výcvikové haly o...
Mata Hari: Nejslavnější špionka, která nikdy žádné informace nedodala

Mata Hari: Nejslavnější špionka,...

Je 15. října 1917. První světová válka trvá už tři roky a ještě více...
Světlo svobody září z Hořic do naší země

Světlo svobody září z Hořic do...

Světlo svobody v Hořicích v Podkrkonoší neuhasíná. Na projekt dvojice...
Sezóna respiračních onemocnění udeří razantně

Sezóna respiračních onemocnění...

Podzimní sezóna respiračních onemocnění přijde letos s větší silou. Odborníci...
Když tetřívci „pšoukají“

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....
Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v historii zlodějům štěstí nakonec nepřineslo

Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v...

Ačkoliv přepadení vlaku je v knihách a filmech poměrně vděčným námětem, najde...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.