Jowisz. Źródło zdjęcia: NASA / JPL Kliknij, aby powiększyć
Turbulencje wywołane działaniem promieni słonecznych i burzami mogą wyjaśnić liczne strumienie strumieni wschód-zachód na Jowiszu i Saturnie, a nawet wytwarzać silne wiatry rozciągające się w głąb setek lub tysięcy kilometrów w głąb wnętrza, znacznie poniżej wysokości, na które napędzane są strumienie.
Naukowcy próbują zrozumieć mechanizmy, które tworzą strumienie strumieniowe i kontrolować ich strukturę, odkąd pierwsze zdjęcia Jowisza w wysokiej rozdzielczości zostały zwrócone przez statek kosmiczny Pioneer i Voyager w latach siedemdziesiątych.
Na Ziemi strumienie strumieniowe - wąskie prądy powietrza przepływające z zachodu na wschód w środkowych szerokościach geograficznych - stanowią główny element globalnego obiegu naszej planety i kontrolują większość pogody na dużą skalę, jakiej doświadczają Stany Zjednoczone i inne kraje poza zwrotniki. Podobne strumienie strumieni wschód-zachód dominują w obiegu gigantycznych planet Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, osiągając prędkość do 400 mil na godzinę na Jowiszu i prawie 900 mil na godzinę na Saturnie i Neptunie. Pytanie, co powoduje te strumienie strumieniowe i jak głęboko sięgają one do wnętrza gigantycznych planet, pozostaje jednymi z najważniejszych nierozwiązanych problemów w badaniu atmosfer planet.
Adam Showman i Yuan Lian z University of Arizona w Tucson i Peter Gierasch z Cornell University w Ithaca w Nowym Jorku wyjaśnili, w jaki sposób turbulencje w warstwie chmurowej mogą napędzać głębokie dżety podczas 37. dorocznego spotkania Division of Planetary Sciences of American Astronomical Society , które odbyło się w Cambridge w Anglii.
Lian, Showman i Gierasch przeprowadzili symulacje komputerowe pokazujące, że poziome kontrasty temperatur - generowane przez światło słoneczne lub różnice w aktywności burzy - mogą wytwarzać wiele strumieni odrzutowych, które wnikają głęboko do wnętrza gigantycznej planety. W symulacjach kontrasty temperaturowe indukują głęboko penetrujące komórki krążące, które z kolei napędzają głębokie strumienie. Badanie, w którym zastosowano zaawansowany trójwymiarowy model komputerowy, jest jednym z pierwszych, które pozwala ocenić, w jaki sposób strumienie powstałe w pobliżu szczytu atmosfery oddziałują z wnętrzem.
Większość planetologów przyjęło, że strumienie pompowane w pobliżu szczytu atmosfery pozostaną ograniczone do tych płytkich warstw, a my wykazaliśmy, że nie jest to prawidłowe założenie ”- powiedział Showman.
Sonda Galileo NASA, która spadła na spadochronie w atmosferze Jowisza w 1995 roku, miała częściowo pomóc odpowiedzieć na pytanie, jak daleko sięgają strumienie odrzutowe. Sonda wykryła silny wiatr rozciągający się co najmniej 150 kilometrów (prawie 100 mil) pod chmurami. Planetolodzy szeroko interpretowali ten pomiar jako dowód, że dżety są wypychane z głębi wnętrza Jowisza. Nowe badanie podważa tę interpretację.
„Nadal nie wiemy, czy odrzutowce na gigantycznych planetach są wyrzucane z góry, czy z wnętrza głębokiego wnętrza” - powiedział Showman. „Ale nasze badanie pokazuje, że głębokie wiatry mierzone przez sondę Galileo mogą równie łatwo wynikać z turbulencji płytkiej warstwy chmur jak z turbulencji głęboko w wnętrzu Jowisza”.
„Ten wynik jest sprzeczny z wieloletnim założeniem wielu planetologów”.
Nowe badanie pokazuje również, że w realistycznych warunkach turbulencja może wytwarzać nie tylko liczne strumienie strumieni, ale także silny przepływ na wschód na równiku, jak zaobserwowano na Jowiszu i Saturnie. Jak zauważył Showman, takie przepływy są niezwykle trudne do wytworzenia w modelach atmosferycznych.
Oryginalne źródło: NASA Astrobiology
