loader

Die Atmosphäre über Jupiters großem roten Fleck ist heißer als der Rest des Planeten

Anonim

Die obere Atmosphäre über Jupiters großem roten Fleck - dem gewaltigen Sturm, der seit Jahrhunderten auf dem Gasgiganten tobt - ist viel heißer als irgendwo sonst auf der Erde. Die heute in Nature veröffentlichten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Bewegung des massiven Sturms in der unteren Atmosphäre von Jupiter für die besonders hohen Temperaturen in der oberen Schicht verantwortlich sein kann. Das bedeutet, dass die beiden Atmosphären miteinander verbunden sein können und sich gegenseitig beeinflussen.


Der Große Rote Fleck ist eine der kultigsten Funktionen von Jupiter. Es ist ein riesiger Hurrikan, der sich über mehr als 1.000 Meilen auf der ganzen Welt erstreckt und laut NASA Windgeschwindigkeiten von bis zu 400 Meilen pro Stunde aufweist. Der Große Rote Fleck wurde seit dem späten 19. Jahrhundert kontinuierlich beobachtet. Astronomen versuchten zu verstehen, wie der Sturm begann und wie die Atmosphäre um ihn herum ist.

Die untere Atmosphäre und die obere Atmosphäre des Jupiter sind miteinander verbunden

Durch Messungen der NASA Infrared Telescope Facility in Hawaii fanden die Forscher heraus, dass die Region etwa 1.600 Kelvin oder mehr als 2.400 Grad Fahrenheit beträgt. Dies ist viel röstiger als die Durchschnittstemperatur in der gesamten oberen Jupiter-Atmosphäre (etwa 900) K oder 1, 1160 Grad Fahrenheit. Die Temperaturverschiebung könnte auf energiereiche Wellen zurückzuführen sein, sagen die Autoren der Studie. Das bedeutet, dass die turbulenten Bewegungen des massiven Sturms akustische Wellen erzeugen, die nach oben schießen. Diese energetischen Wellen schütteln dann die Atome in der oberen Atmosphäre und erzeugen so eine große Temperaturspitze.

Die Feststellung legt nahe, dass die untere Atmosphäre und die obere Atmosphäre des Jupiter tatsächlich in einer Weise miteinander verbunden sind, dass eine Region die andere beeinflusst. Dies ist überraschend, da die obere Atmosphäre des Jupiter etwa 500 Meilen höher liegt als die untere Atmosphäre. "Wir haben nicht gedacht, dass diese beiden Regionen in einer signifikanten Weise miteinander gekoppelt werden könnten, aber es stellt sich heraus, dass dies der Fall ist", sagte der leitende Forscher James O'Donoghue, ein Planetenwissenschaftler an der Boston University.

Diese Kopplung kann auch helfen, ein Rätsel zu erklären

Diese Verbindung kann auch dazu beitragen, ein Rätsel zu erklären, das Planetenwissenschaftler jahrelang geplagt hat und als "Energiekrise" bekannt ist. Es hat damit zu tun, dass die oberen Atmosphären von Jupiter - und alle anderen Gasriesen in unserem Sonnensystem - viel heißer sind, als sie sein sollten. Computermodelle zeigen, dass die obere Atmosphäre des Jupiter bei etwa 300 Grad Kelvin oder 80 Grad Fahrenheit liegen sollte, basierend auf der Entfernung von der Sonne zur Sonne, so O'Donoghue. Direkte Beobachtungen zeigen jedoch, dass seine obere Atmosphäre viel heißer ist. Die Forscher waren sich nicht wirklich sicher, wie sie diese Wärmediskrepanz erklären sollen, aber die heutige Studie legt nahe, dass die Erwärmung möglicherweise von den Bewegungen der Atmosphäre herrührt.

Ursprünglich dachte man, dass sich die Polarlichter an Jupiters Stangen nach unten ausbreiten und den Rest der Atmosphäre aufheizen könnten. Aber Modelle haben gezeigt, dass dies laut O'Donoghue wahrscheinlich nicht wahrscheinlich ist. Die Polarlichter bleiben meistens an den Stangen gefangen, dank superschneller Winde, die mitten im Jupiter von Osten nach Westen ziehen. Die andere Erklärung war die Idee der akustischen Wellen, aber es gab nie direkte Beweise dafür. Nach Beobachtung der Temperaturen über dem Großen Roten Fleck haben die Forscher ein Beispiel für diesen Prozess gegeben.

Eine Illustration, wie der Große Rote Fleck Wellen in die obere Atmosphäre sendet. (Kunst von Karen Teramura, UH IfA, James O'Donoghue)

"Eine gute Analogie dazu ist, dass es so ist, als würde man eine Tasse Kaffee mit einem Löffel rühren", sagte O'Donoghue. "Wenn Sie es im Uhrzeigersinn rühren, aber dann plötzlich gegen den Uhrzeigersinn rühren, wird es eine Menge Schwappen geben ... Und wenn Sie herumschwappen, können Sie das tatsächlich hören. Es zeigt, dass tatsächlich Schallwellen kommen von diesem Schwappen. " Das ist im Grunde das, was am Great Red Spot passiert. Wenn sich der Sturm gegen den Uhrzeigersinn dreht, schlägt er gegen die Strömung der unteren Atmosphäre und erzeugt viel Turbulenz. Das sendet akustische Wellen senkrecht nach oben, die dann die Atome in der oberen Atmosphäre vibrieren lassen.

Ähnliche Prozesse laufen auch auf der Erde ab

Ähnliche Prozesse laufen auch auf der Erde ab. Wenn sich Luft beispielsweise über die Anden bewegt, sendet die Kollision der Luft in den Felsen akustische Wellen in die obere Atmosphäre und bewirkt eine leichte Erwärmung. Selbst über Hurrikans und Tsunamis auf der Erde wird die obere Atmosphäre etwas wärmer.

Nun, da die Forscher eine ziemlich gute Vorstellung davon haben, was sich über dem Großen Roten Fleck abspielt, glauben sie, dass dies auch an anderer Stelle auf Jupiter geschehen könnte. Sie planen, kleinere Stürme auf dem Planeten zu betrachten und schließlich eine umfassende Temperaturkarte der oberen Atmosphäre zu erstellen. Darüber hinaus hat sich die Juno-Raumsonde der NASA vor kurzem in den Orbit um Jupiter eingefügt, und sie wird einige der bislang engsten Messungen des Planeten erhalten. Das Fahrzeug kann in der Lage sein, ähnliche Erwärmungsarten über kleineren Stürmen zu bestätigen. Es wird auch den Großen Roten Fleck untersuchen, obwohl Juno sich mehr darum kümmert, unter den Sturm zu schauen. "In diesem Artikel wird argumentiert, dass der Große Rote Fleck für eine beträchtliche Erwärmung der darüber liegenden Atmosphäre verantwortlich ist", sagte der Juno-Forscher Mike Janssen, ein leitender Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Juno wird helfen zu erklären, was für den Great Red Spot selbst verantwortlich ist."


Wie die NASA den Flugplatz von Pluto durchbrach

Tipp Der Redaktion