Webb, Jüpiter’in atmosferinde yeni bir özellik keşfetti

Jüpiter, güneş sistemimizdeki en göze çarpan atmosferik özelliklerden bazılarına sahiptir. Gezegenin Dünya’yı saracak kadar büyük olan Büyük Kırmızı Noktası, neredeyse evimiz dediğimiz gezegendeki çeşitli nehirler ve dağlardan bazıları kadar iyi biliniyor.

Ancak, Dünya gibi Jüpiter de sürekli değişiyor ve gezegen hakkında henüz öğrenmediğimiz çok şey var. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu bu gizemlerden bazılarının kilidini açıyor ve Jüpiter’in daha önce hiç görmediğimiz yeni özelliklerini ortaya çıkarıyor; bunlara gezegenin ekvatoru üzerinde hızlanan yüksek hızlı bir jet de dahil.

Jet akışı görsel olarak Jüpiter’in bazı diğer özellikleri kadar belirgin veya çarpıcı olmasa da, araştırmacılara gezegenin atmosferinin katmanlarının birbiriyle nasıl etkileşime girdiğine ve Webb’in gelecekte bu araştırmalara nasıl yardımcı olacağına dair inanılmaz bir fikir veriyor.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, Jüpiter’in atmosferinde daha önce görülmemiş yeni bir özellik keşfetti. 3.000 milden (4.800 kilometre) genişliğe yayılan yüksek hızlı jet akımı, Jüpiter’in ekvatorunun üzerinde, ana bulut güvertelerinin üzerinde oturuyor. Bu jetin keşfi, Jüpiter’in ünlü çalkantılı atmosferinin katmanlarının birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğine ve Webb’in bu özellikleri nasıl benzersiz bir şekilde takip edebildiğine dair içgörü sağlıyor.

Bulguları açıklayan makalenin baş yazarı, İspanya’nın Bilbao kentindeki Bask Ülkesi Üniversitesi’nden Ricardo Hueso, “Bu bizi tamamen şaşırtan bir şey” dedi. “Jüpiter’in atmosferinde her zaman bulanık puslar olarak gördüğümüz şeyler, artık gezegenin hızlı dönüşünü takip edebildiğimiz net özellikler olarak ortaya çıkıyor.”

Araştırma ekibi, Temmuz 2022’de Webb’in NIRCam’inden (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan verileri analiz etti. Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’den Imke de Pater ve Paris Gözlemevi’nden Thierry Fouchet tarafından ortaklaşa yürütülen Erken Yayın Bilim programı, Her biri Jüpiter’in atmosferinin farklı yüksekliklerindeki küçük özelliklerdeki değişiklikleri benzersiz şekilde tespit edebilen dört farklı filtreyle Jüpiter’in 10 saat arayla veya bir Jüpiter günü görüntülerini çekin.

De Pater, “Çeşitli yer tabanlı teleskoplar, NASA’nın Juno ve Cassini gibi uzay araçları ve NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu, Jovian sisteminin değişen hava koşullarını gözlemlemiş olsa da, Webb halihazırda Jüpiter’in halkaları, uyduları ve atmosferi hakkında yeni bulgular sağladı.” .

Jüpiter birçok yönden Dünya’dan farklı olsa da (Jüpiter bir gaz devidir, Dünya kayalık, ılıman bir dünyadır), her iki gezegenin de katmanlı atmosferleri vardır. Bu diğer görevler tarafından gözlemlenen kızılötesi, görünür, radyo ve ultraviyole ışık dalga boyları, devasa fırtınaların ve amonyak buz bulutlarının bulunduğu gezegenin atmosferinin daha alt, daha derin katmanlarını tespit ediyor.

Öte yandan, Webb’in yakın kızılötesine öncekinden daha uzak bakışı, Jüpiter’in bulut tepelerinin yaklaşık 15-30 mil (25-50 kilometre) yukarısındaki atmosferin daha yüksek irtifa katmanlarına duyarlıdır. Yakın kızılötesi görüntülemede, yüksek irtifadaki puslar tipik olarak bulanık görünür ve ekvatoral bölge üzerinde parlaklık artar. Webb ile parlak, puslu bant içinde daha ince ayrıntılar çözümlenir.

Yeni keşfedilen jet akımı saatte yaklaşık 320 mil (saatte 515 kilometre) hızla hareket ediyor; bu, Dünya’daki Kategori 5 kasırganın sürekli rüzgarlarının iki katıdır. Jüpiter’in alt stratosferinde, bulutların yaklaşık 25 mil (40 kilometre) yukarısında yer alır.

Ekip, Webb’in yüksek irtifalarda gözlemlediği rüzgarları Hubble’ın daha derin katmanlarında gözlemlediği rüzgarlarla karşılaştırarak rüzgarların rakımla ne kadar hızlı değiştiğini ölçebildi ve rüzgar kesmeleri oluşturdu.

Webb’in mükemmel çözünürlüğü ve dalga boyu kapsamı, jeti takip etmek için kullanılan küçük bulut özelliklerinin tespit edilmesine olanak sağlarken, Webb gözlemlerinden bir gün sonra Hubble’dan alınan tamamlayıcı gözlemler, Jüpiter’in ekvatoral atmosferinin temel durumunu belirlemek ve jetin gelişimini gözlemlemek için de çok önemliydi. Jüpiter’in ekvatorundaki konvektif fırtınalar jetle bağlantılı değil.

Ekip üyesi Michael Wong, “Webb ve Hubble’ın farklı dalga boylarının fırtına bulutlarının üç boyutlu yapısını ortaya çıkaracağını biliyorduk, ancak aynı zamanda fırtınaların ne kadar hızlı geliştiğini görmek için verilerin zamanlamasını da kullanabildik” diye ekledi. İlgili Hubble gözlemlerine liderlik eden Kaliforniya, Berkeley.

Araştırmacılar, jetin hızının ve yüksekliğinin zaman içinde değişip değişmediğini belirlemek için Jüpiter’in Webb ile ek gözlemlerini sabırsızlıkla bekliyorlar.

Birleşik Krallık’taki Leicester Üniversitesi’nden ekip üyesi Leigh Fletcher, “Jüpiter’in ekvatoral stratosferinde, bulutlardaki rüzgarların ve bu dalga boylarında ölçülen pusların çok üzerinde, karmaşık ama tekrarlanabilir bir rüzgar ve sıcaklık modeli var” diye açıkladı. “Bu yeni jetin gücü bu salınımlı stratosferik yapıya bağlıysa, jetin önümüzdeki 2 ila 4 yıl içinde önemli ölçüde değişmesini bekleyebiliriz; gelecek yıllarda bu teoriyi test etmek gerçekten heyecan verici olacak.”

“Yıllarca Jüpiter’in bulutlarını ve rüzgarlarını çok sayıda gözlemevinden takip ettikten sonra, Jüpiter hakkında öğrenecek daha çok şeyimiz olması ve bu jet gibi özelliklerin, 2022’de bu yeni NIRCam görüntüleri çekilene kadar görünümden gizli kalabilmesi benim için şaşırtıcı.” Fletcher.

Araştırmacıların sonuçları yakın zamanda yayınlandı. Doğa Astronomi.