Domů     Vesmír
Vědci poprvé přímo změřili rychlost proudění ve stratosféře planety Jupiter
Martin Janda
od Martin Janda 19.3.2021
This image shows an artist’s impression of winds in Jupiter’s stratosphere near the planet’s south pole, with the blue lines representing wind speeds. These lines are superimposed on a real image of Jupiter, taken by the JunoCam imager aboard NASA’s Juno spacecraft. Jupiter’s famous bands of clouds are located in the lower atmosphere, where winds have previously been measured. But tracking winds right above this atmospheric layer, in the stratosphere, is much harder since no clouds exist there. By analysing the aftermath of a comet collision from the 1990s and using the ALMA telescope, in which ESO is a partner, researchers have been able to reveal incredibly powerful stratospheric winds, with speeds of up to 1450 kilometres an hour, near Jupiter’s poles.

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.

reklama

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.

reklama

„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 &

reklama

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

reklama
Související články
Za hranice Česka a ještě dál se vydává letošní festival kosmických aktivit Czech Space Week. Odstartoval dnes 28. listopadu v prostorách Kongresového centra Praha dvoudenní akcí Space2Business a potrvá až do pátku 2. prosince. Z České republiky se pomalu stává Mekka kosmického průmyslu. Má velký potenciál a talent v oblasti kosmických aktivit. V porovnání s […]
Už více než rok a půl zkoumá rover Perseverance povrch Marsu. Pohybuje se v oblasti kráteru Jezero, v místech, kde se v dávných dobách vyskytovala voda. Kromě stop, které zdejší výskyt vody v minulosti potvrzují, zde vozítko našlo velké množství organických látek. Vědci poprvé použili palubní ultrafialový spektrometr nazvaný „SHERLOC“. Zařízení využívá různé spektrometry, kamery […]
Rekordně drahá i silná kosmická loď SLS s modulem Orion je ve vesmíru. Odstartovala tím program Artemis, návrat člověka na Měsíc i vybudování oběžné lunární stanice. Byl to velmi sledovaný let, mnohokrát odložený. I proto, že do vesmíru zamířila nikoli největší, ale nejsilnější raketa, jakou kdy lidstvo postavilo. Raketa SLS (Space Launch System) měří na […]
Za hranice Česka a ještě dál se vydá letošní festival kosmických aktivit Czech Space Week, který pořádá Ministerstvo dopravy společně s agenturou CzechInvest, Hvězdárnou a planetáriem v Praze a dalšími partnery.  Akce potrvá od 28. listopadu do 2. prosince a nabídne bohatý program pro firmy, investory, startupy, studenty, děti a ostatní fanoušky vesmíru. Festival oslaví […]
Za 60 let cestování do vesmíru už nohy od Země odlepilo celkem 570 lidí, přitom jen 65 z nich byly ženy. Mnozí by za důvod označili křehčí tělesnou schránku slabšího pohlaví – a mýlili by se. Ve skutečnosti jsou astronautky na průzkum vesmírného nekonečně mnohem lépe tělesně i psychicky vybaveny než astronauti. První ženou ve […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz