NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam’inden (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan Jüpiter’in bu görüntüsü, kızılötesi ışıkta görkemli gezegenin çarpıcı ayrıntılarını gösteriyor. Bu görüntüde parlaklık yüksek rakımı gösterir. Çok sayıda parlak beyaz “nokta” ve “çizgi” muhtemelen yoğun konvektif fırtınaların çok yüksek irtifadaki bulut tepeleridir. Bu görüntüde kırmızı renkte görünen kutup ışıkları, gezegenin hem kuzey hem de güney kutuplarının üzerinde daha yüksek rakımlara kadar uzanıyor. Buna karşılık, ekvator bölgesinin kuzeyindeki koyu şeritler çok az bulut örtüsüne sahiptir. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Paris Gözlemevi), Leigh Fletcher (Leicester Üniversitesi), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)
James Webb Uzay Teleskobu daha önce görülmemiş bir jet akımı keşfetti Jüpiter‘in atmosferi. Benzer olaylar gözlemlendi Satürnve her ikisi de ilgili atmosferlerdeki sıcaklık değişimleriyle bağlantılı olabilir.
Yüksek hızlı jet akımları birçok gezegenin atmosferinde ortak bir özelliktir. Dünya üzerinde çeşitli enlemlerde jet akımları oluşur ve gezegenin etrafında dolanır, enlem değiştirir ve yüzeyden 10 km’nin üzerindeki bir yükseklikte 400 km/saat’e yaklaşan hızlara ulaşır. Dev gezegenler Jüpiter ve Satürn’de jet akımları atmosferin ana özelliklerinden biridir; paralellerle mükemmel bir şekilde hizalanırlar ve bölgesel jetler olarak bilinirler. Jüpiter’de bu jetler farklı enlemlerde yön değiştirerek saatte 500 km’ye yakın maksimum hızlara ulaşıyor.
JWST (Sol) Yanlış renk kompozisyonu ile elde edilen Jüpiter görüntüleri. (Ortada) Üstteki bulutlara duyarlı bir dalga boyunda elde edilen görüntü. (Sağda) Alttaki bulutlara duyarlı bir dalga boyunda elde edilen görüntü. Katkıda bulunanlar: NASA/ESA/CSA ve Jüpiter Erken Yayın Bilim ekibi. İşleme: Ricardo Hueso (UPV/EHU)
James Webb Uzay Teleskobu’nun Gözlemi
27 Temmuz 2022’de James Webb Uzay Teleskobu (JWST), Bask Üniversitesi Gezegen Bilimleri Grubu’ndan (UPV/EHU) araştırmacıların katıldığı uluslararası bir “Erken Bilim” programının bir parçası olarak Jüpiter’in atmosferini gözlemledi. katılıyor. Bilbao Mühendislik Fakültesi’nde öğretim görevlisi olan Ricardo Hueso, JWST’nin gezegenden elde ettiği görüntü dizisinin analizini tasarladı ve yönetti.
Verilerin analizi artık dergide yayınlandı Doğa Astronomi[1] Jüpiter’in atmosferinde onlarca yıldır fark edilmeyen bir jet akımının keşfini gösteriyor. Keşfe Bilbao Mühendislik Fakültesi öğretim görevlileri Agustín Sánchez-Lavega ve Arrate Antuñano-Martín de katıldı.
Görünür dalga boylarında (beyaz profil) ve çalışmada kullanılan farklı filtrelerde (şekilde gösterildiği gibi renkli çizgiler) yapılan gözlemlerden elde edilen Jüpiter üzerindeki bölgesel rüzgarların yapısı. Arka plan görüntüsü, üstteki bulutlara duyarlı JWST görüntülerinin bir birleşimidir. Sol panel: Bölgesel rüzgarların genel yapısı. Sağdaki panel: Üst bulutlarda yeni jet akımının gözlemlendiği Ekvator bölgesi. Katkıda bulunanlar: NASA/ESA/CSA ve Jüpiter Erken Yayın Bilim ekibi
Parlak Bir Teleskop İçin Karanlık Bir Jüpiter
Çünkü Jüpiter, (ışık toplama alanı Dünya’nınkinden 6,3 kat daha büyük olan) JWST için çok parlak bir hedeftir. Hubble uzay teleskobu), görüntüler ışığın çoğunun atmosferdeki gazlar tarafından emildiği dalga boylarında elde edildi. Dolayısıyla gözlemler Jüpiter’in en karanlık olduğu dalga boylarına odaklandı. Bu aynı zamanda Jüpiter’in bu dalga boylarının çoğunda, atmosferindeki hava durumu sistemlerinin ayrıntılarını çözecek kalitede gözlemlenmediği anlamına da geliyordu.
JWST’nin özellikleri sayesinde Jüpiter’in hava durumu sistemlerinin üç boyutlu görünümü elde edilebildi: Bu görüntülerde yüksekteki bulutlar parlak, derin bulutlar ise karanlık bölgeler olarak görünüyor. JWST gözlemleri aynı zamanda gezegenin tam dönüşüyle ayrılmış iki grup görüntü alarak atmosferin hareketlerine ilişkin bir ölçüm elde etmek ve böylece bulut hareketlerine ilişkin ayrıntılı bir çalışma yapılmasına olanak sağlamak üzere tasarlandı.
Soldan sağa: Agustín Sánchez Lavega, Ricardo Hueso ve Arrate Antuñano Martín. Kredi bilgileri: UPV/EHU
Keşif: Ekvator Jet Akımı
JWST görüntüleri, ekvatoru kaplayan bulutlarda meydana gelen hareketlerin, alt bulutlarda gözlenenlerden çok farklı olduğunu gösterdi. Bu bulutlar o kadar soluktur ki, Dünya’dan yapılan gözlemlerde ve hatta farklı uzay görevlerinde hiçbir ayrıntı görülememektedir. Ancak ayrıntılı JWST görüntüleri, rüzgarların bu bulutlar seviyesinde 500 km/saat hıza ulaştığını, 30 km aşağıda yer alan alçak bulutlarda ise yalnızca 250 km/saat hıza ulaştığını gösteriyor.
Gaz Devlerinde Evrensel Olgu
Nature Astronomy dergisinde yayınlanan çalışma, bu yeni Jüpiter jetini, gaz devi Satürn’ün ekvatoral jet akımının yapısıyla karşılaştırıyor; burada UPV/EHU’nun Gezegen Bilimleri Grubu, 2009 yılında Jüpiter’de ortaya çıkarılana çok benzer bir rüzgar yapısı buldu ve tarafından yapılan gözlemler sayesinde Satürn’de keşfedildi NASA‘S Cassini uzay sondası.[2-3] Her iki gezegende de, ekvator bulutlarının hızlı hareketiyle takip edilen, yaklaşık 200 mbar yükseklikte, hızlı ve dar bir ekvator jeti bulunmaktadır. Hem Jüpiter hem de Satürn’deki yüksek ekvator jetleri, bu gezegenlerin atmosferlerinde birkaç yılda bir döngüsel olarak meydana gelen küresel sıcaklık değişimleriyle ilişkili olabilir, ancak bunların stratosferik seviyelerde 30-150 metre yüksekliklerle sınırlı olduğu düşünülüyordu. yeni ekvator jet akımı seviyesinin km üzerinde. Eğer yeni Jüpiter jeti üst atmosferdeki bu sıcaklık salınımlarıyla ilgiliyse, o zaman ekvatoral jet akımının hem Jüpiter hem de Satürn üzerinde değişken bir yoğunluğu olmalı ve ayrıca mevcut atmosferik modellerle açıklanabilecekten çok daha derin seviyelerde olmalıdır. Bu ilgi çekici olay, Jüpiter ve Satürn’ün tropopozunun yakınında, Coriolis kuvvetlerinin sönümleme etkisi nedeniyle atmosferik dinamiklerin değiştiği ve atmosferin termal özelliklerinin çarpıcı biçimde değiştiği yerde meydana gelir. Jüpiter ve Satürn’ün gelecekteki JWST gözlemleri bu olguya yeni bir ışık tutabilir.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için bkz. Webb Uzay Teleskobu Jüpiter’in Atmosferindeki Yeni Özelliği Ortaya Çıkarıyor.
Referanslar:
- Ricardo Hueso, Agustín Sánchez-Lavega, Thierry Fouchet, Imke de Pater, Arrate Antuñano, Leigh N. Fletcher, Michael H. Wong, Pablo Rodríguez-Ovalle, Lawrence A tarafından “Jüpiter’in alt stratosferinde JWST tarafından gözlemlenen yoğun, dar bir ekvator jeti” Sromovsky, Patrick M. Fry, Glenn S. Orton, Sandrine Guerlet, Patrick GJ Irwin, Emmanuel Lellouch, Jake Harkett, Katherine de Kleer, Henrik Melin, Vincent Hue, Amy A. Simon, Statia Luszcz-Cook ve Kunio M. Sayanagi 19 Ekim 2023, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02099-2 - E. García-Melendo, A. Sánchez-Lavega, J. Legarreta, S. Perez-Hoyos ve R. Hueso tarafından “Satürn’ün ekvatorunda güçlü bir yüksek irtifa dar jet tespit edildi”, 23 Kasım 2010, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2010GL045434 - A. Sánchez-Lavega, E. García-Melendo, S. Pérez-Hoyos, R. Hueso, MH Wong, A. Simon, JF Sanz-Requena tarafından “Satürn’ün Ekvator jetinin karmaşık yapısına bir rehber olarak sürekli ve hızlı hareket eden bir fırtına” , A. Antuñano, N. Barrado-Izagirre, I. Garate-Lopez, JF Rojas, T. del Río-Gaztelurrutia, JM Gómez-Forrellad, I. de Pater, L. Li ve T. Barry, 8 Kasım 2016, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/ncomms13262