Teplotní záhada Velké červené skvrny vyřešena

Přibližné srovnání Země a Jupiteru (obrázek Země pochází z Apolla 17 a snímek Jupiteru ze sondy Cassini při jejím průletu v roce 2000) (wikipedia.org)

Překvapivý objev přichází od Jupiteru. Teplota v okolí Velké červené skvrny je abnormálně vysoká. Nad tímto ohromným oblačným vírem byla naměřena teplota o 400 °C větší, než by měla v odpovídající výšce být. Nový objev boří některé mýty o Jupiterově atmosféře.

Velká červená skvrna

Animace pohybu atmosférických pásů a pruhů, zhotovená na základě pozorování ze sond Voyager; všimněte si pohybu Velké červené skvrny (animace se zobrazí po kliknutí) (wikipedia.org)

Velká červená skvrna (Great Red Spot, GRS) je obří bouře v horních vrstvách Jupiterovy atmosféry. Jedná se o anticyklonový jev s délkou přibližně 16 000 km (v roce 2014). Tato masivní bouře se otáčí směrem na západ, zatímco zbytek planety se otáčí na východ.

Je zajímavá hned z několika důvodů. Nejen že mění svůj tvar a velikost, ale dokonce i barvu. Podle posledních poznatků i prudce vzrostla teplota atmosféry v okolí skvrny.

Polární záře na Jupiteru; kompozitní snímek složený z obrázků ve viditelném a ultrafialovém světle (nasa.gov)

Průměrná teploty Jupiterovy atmosféry se pohybuje okolo 930 °C. S výjimkou pólů, které jsou o něco teplejší v důsledku výskytu tamních polárních září.

Zhruba 800 km nad touto bouří byla naměřená teplota o cca 400 °C větší, než by měla být v této atmosferické výšce – 1130 °C.

Co na to modely?

Dřívějších modely uvažovaly o nižší teplotě v této oblasti (viz výše). Co stojí za oním „dodatečným“ ohřevem? Nejnovější poznatky jej vysvětlují kombinací vlivů tzv. povrchových gravitačních vln a akustických vln, vznikajících turbulencemi pod GRS.

Akustické vlny jsou způsobeny stlačením a lomem atmosférických mas. Ty následně migrují do horních vrstev atmosféry, kde se střetávají s hmotou o nižší hustotě, přičemž se uvolňuje uložená kinetická energie. Tu předají atomům a molekulám, jež se následně začnou pohybovat rychleji. To samozřejmě vede k ohřevu atmosféry.

Přenos energie z nižších vrstev Jupiterovy atmosféry do vyšších prostřednictvím povrchových gravitačních vln a akustických vln (space.com)

Podle původních teorií se zdálo, že spolu s ohledem na vzdálenost nemohou vyšší a nižší vrstvy atmosféry komunikovat. Toto zjištění ovšem ukazuje, že si energie našla způsob, jak tyto vzdálenosti překonat, a mohlo by být vodítkem k vyřešení záhady vysokých teplot v horních atmosferických vrstvách Jupiteru. Záhada nemohla být vyřešena pouhým solárním ohřevem, a jiný zdroj tepla nebyl potvrzený.

Za objevem stojí tým pod vedením Jamese O’Donoghuea z Bostonské univerzity, který objev i možné vysvětlení publikoval v časopise Nature.

Průzkum sondami

Sonda Juno v představě malíře na cestě ke králi planet (nasa.gov)

Na Jupiterově oběžné dráze se momentálně pohybuje sonda JUNO, která dosáhla oběžné dráhy Jupiteru dne 5. července 2016. Sonda se specializuje především právě na výzkum Jupiterovy atmosféry a pořizování snímků.

Předchozí sonda, která byla na oběžné dráze Jupiteru, je Galileo. Ta na místo dorazila roku 1995 a byla v provozu do roku 2003. Pořizovala snímky a údaje o horních 150 km atmosféry a Jupiterovy měsíce předvedla v úplně novém světle.

Sondy, které uskutečnily pouze průlet kolem Jupiteru, jsou Pioneer 10 a 11 v letech 1973 a 1974 a v roce 1979 Voyager 1 a Voyager 2 na cestě dál ze Sluneční soustavy, v roce 1992 využila Jupitera coby gravitační prak sluneční sonda Ulysses, v roce 2000 podobně sonda Cassini při letu k Saturnu a nakonec v roce 2007 sonda New Horizons při cestě k trpasličí planetě Pluto.

Zdroje:
Jupiter’s Great Red Spot is Also Red Hot, Study Shows (space.com)