Timp de secole, astronomii au observat suprafața învolburată a lui Jupiter și au fost treziți și misticați de apariția sa. Misterul s-a adâncit doar atunci când, în 1995, Galileo nava spațială a ajuns la Jupiter și a început să-și studieze atmosfera în profunzime. De atunci, astronomii s-au confundat cu benzile colorate și s-au întrebat dacă sunt doar un fenomen de suprafață sau ceva care merge mai adânc.
Mulțumită Juno nava spațială, care a orbitat pe Jupiter din iulie 2016, oamenii de știință sunt acum mult mai aproape de a răspunde la această întrebare. Săptămâna trecută, trei noi studii au fost publicate pe baza Juno date care au prezentat noi descoperiri cu privire la câmpul magnetic al lui Jupiter, la rotația sa interioară și la cât de adânc se extind centurile. Toate aceste descoperiri analizează ceea ce cred oamenii de știință despre atmosfera lui Jupiter și straturile sale interioare.
Studiile au fost intitulate „Măsurarea câmpului gravitațional asimetric al lui Jupiter”, „Fluxurile de jet atmosferice ale lui Jupiter se extind la mii de kilometri adâncime” și „O suprimare a rotației diferențiale în interiorul profund al lui Jupiter”, toate fiind publicate în Natură pe 7 martie 2018. Studiile au fost conduse de prof. Luciano Iess de la Universitatea Sapienza din Roma, al doilea de prof. Yohai Kaspi și Dr. Eli Galanti de la Institutul de Știință Weizmann, iar al treilea de prof. Tristan Guillot de la Observatoire de la Coasta de Azur.
Efortul de cercetare a fost condus de Profeso Kaspi și Dr. Galanti, care, pe lângă faptul că sunt autorii principali ai celui de-al doilea studiu, au fost coautori pe ceilalți doi. Perechea s-a pregătit pentru această analiză chiar înainte Juno lansat în 2011, timp în care au construit instrumente matematice pentru a analiza datele despre câmpurile gravitaționale și pentru a înțelege mai bine atmosfera și dinamica lui Jupiter.
Toate cele trei studii s-au bazat pe datele culese de Juno pe măsură ce trecea de la unul dintre stâlpii lui Jupiter la celălalt la fiecare 53 de zile - o manevră cunoscută sub numele de „perijove”. Cu fiecare trecere, sonda a folosit suita sa avansată de instrumente pentru a privi sub straturile de suprafață ale atmosferei. În plus, undele radio emise de sondă au fost măsurate pentru a determina modul în care au fost deplasate de câmpul gravitațional al planetei cu fiecare orbită.
După cum au înțeles astronomii de ceva vreme, avioanele lui Jupiter curg în benzi de la est la vest și la vest la est. În acest proces, ei perturbă distribuția uniformă a masei pe planetă. Măsurând schimbările din câmpul gravitațional al planetei (și, prin urmare, acest dezechilibru în masă), instrumentele analitice ale Dr. Kaspi și Dr. Galanti au putut calcula cât de adânc furtunile se extind pe suprafață și cum sunt dinamicile interioare.
Mai presus de toate, echipa se aștepta să găsească anomalii din cauza modului în care planeta se abate de la a fi o sferă perfectă - ceea ce se datorează modului în care rotația sa rapidă o goli ușor. Cu toate acestea, au căutat și anomalii suplimentare care ar putea fi explicate datorită prezenței vânturilor puternice în atmosferă.
În primul studiu, Dr. Iess și colegii săi au utilizat urmărirea precisă a Doppler a Juno nava spațială pentru a efectua măsurători ale armonicilor gravitaționale ale lui Jupiter - par și par. Ceea ce au determinat a fost câmpul magnetic al lui Jupiter are o asimetrie nord-sud, ceea ce indică fluxurile interioare din atmosferă.
Analiza acestei asimetrii a fost urmărită în cel de-al doilea studiu, în care dr. Kaspi, Dr. Galanti și colegii lor au folosit variațiile câmpului gravitațional al planetei pentru a calcula adâncimea fluxurilor de jeturi est-vest ale lui Jupiter. Măsurând modul în care aceste jeturi provoacă un dezechilibru în câmpul gravitațional al lui Jupiter și chiar perturbă masa planetei, au ajuns la concluzia că acestea se extind până la o adâncime de 3000 km (1864 mi).
Din toate acestea, prof. Guillot și colegii săi au efectuat cel de-al treilea studiu, unde au folosit descoperirile anterioare despre câmpul gravitațional al planetei și fluxurile de jet și au comparat rezultatele cu previziunile modelelor interioare. De aici, ei au stabilit că interiorul planetei se rotește aproape ca un corp rigid și că rotația diferențială scade mai departe.
În plus, ei au descoperit că zonele cu flux atmosferic s-au extins până la 2.000 km (1243 mi) și 3.500 km (2175 mi) adâncime, ceea ce a fost în concordanță cu constrângerile obținute din armoniile gravitaționale ciudate. Această adâncime corespunde, de asemenea, punctului în care conductivitatea electrică ar deveni suficient de mare încât tracțiunea magnetică ar suprima rotația diferențială.
Pe baza constatărilor lor, echipa a calculat, de asemenea, că atmosfera lui Jupiter constituie 1% din masa totală. Pentru comparație, atmosfera Pământului este mai mică de o milionime din masa sa totală. Cu toate acestea, așa cum a explicat dr. Kaspi în comunicatul de presă al Institutului Weizzmann, acest lucru a fost destul de surprinzător:
„Acest lucru este mult mai mult decât s-a gândit oricine și mai mult decât ceea ce s-a cunoscut de la alte planete din Sistemul Solar. Aceasta este practic o masă egală cu trei Pământuri care se deplasează cu viteze de zeci de metri pe secundă. "
Cu toate acestea, aceste studii au arătat o nouă lumină asupra dinamicii atmosferei și a structurii interioare a Jupiterului. În prezent, subiectul ce se află în nucleul lui Jupiter rămâne nesoluționat. Dar cercetătorii speră să analizeze măsurătorile ulterioare făcute de Juno pentru a vedea dacă Jupiter are un miez solid și (dacă da) pentru a-i determina masa. La rândul său, aceștia îi vor ajuta pe astronomi să învețe foarte multe despre istoria și formarea sistemului solar.
În plus, Kaspi și Galanti încearcă să utilizeze unele din aceleași metode pe care le-au dezvoltat pentru a caracteriza fluxurile de jet ale lui Jupiter pentru a aborda cea mai iconică caracteristică - Marea Punct Roșie a lui Jupiter. Pe lângă faptul că determină cât de adânc se întinde această furtună, ei speră să afle și de ce această furtună a persistat atâtea secole și de ce a scăzut vizibil în ultimii ani.
Se preconizează că misiunea Juno se va încheia în iulie 2018. Cu excepția oricăror extensii, sonda va efectua o deorbită controlată în atmosfera lui Jupiter după efectuarea perijovei 14. Cu toate acestea, chiar și după terminarea misiunii, oamenii de știință vor analiza datele pe care le-a colectat. pentru anii ce vor veni. Ceea ce se dezvăluie despre cea mai mare planetă a Sistemului Solar va parcurge și un drum lung către informarea înțelegerii sistemului solar.
