NASA's flyvende observatorium gør observationer af Jupiter tidligere kun mulige fra rummet

For første gang siden de to Voyager-rumfartøjsmissioner i 1979, forskere har produceret langt-infrarøde kort over Jupiter ved hjælp af NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA. Disse kort blev skabt ud fra forskernes undersøgelser af cirkulationen af ​​gasser i gasgigantens planets atmosfære.

Infrarøde observationer giver detaljer, der ikke er mulige ved andre bølgelængder. Når gasplaneter som Jupiter studeres med synligt lys, de kan kun se lyset reflektere fra toppen af ​​de gasskyer, der udgør atmosfæren. Ved at bruge infrarødt lys kan forskerne se forbi skyerne og ind i de dybe lag af atmosfæren, giver et tredimensionelt billede af planeten og evnen til at studere, hvordan gasser cirkulerer i atmosfæren.

Leigh N. Fletcher fra University of Leicester, England, ledet et team af forskere, der brugte SOFIA-teleskopet og data fra Faint Object infraRed Camera til SOFIA-teleskopet, kendt som FORCAST, at gøre disse observationer. Fletchers team ledte efter de to typer molekylært brint, kaldet "para" og "ortho" - differentieret efter om deres protoner har justerede eller modsatte spins. Fraktionen af ​​brint i "para" smagen er en god indikator for gasser, der stiger op fra dybt inde i planetens atmosfære. Denne interaktion mellem gasmolekyler blev observeret ved infrarøde bølgelængder mellem 17 og 37 mikron, et spektrum, der stort set er utilgængeligt for jordbaserede teleskoper.

Meget af den nuværende forståelse af Jupiters cirkulationsmønstre er baseret på resultater fra fortidens rumbaserede missioner, inklusive Voyager-missionen, Galileo mission (1989-2003), og Cassini rumfartøjet, som fløj forbi Jupiter i 2000. SOFIAs luftbårne placering, over mere end 99 procent af Jordens infrarøde blokerende vanddamp, kombineret med det kraftfulde FORCAST instrument, giver en af ​​de eneste nuværende faciliteter, der er i stand til at studere Jupiters samlede atmosfæriske cirkulation. Disse nye SOFIA-observationer tillader sammenligninger af, hvordan Jupiters atmosfæriske cirkulation har ændret sig over tid.

Billeder fra SOFIA afslører flere interessante funktioner. Kulden, rød plet på den sydlige halvkugle indikerer en opstrømning af gas, der afkøler atmosfæren. Bæltezonestrukturen nær ækvator viser, at ækvator er kold og omgivet af varme bælter af synkende gas. Den atmosfæriske opvarmning fra joviansk aurora i de nordlige dele af planeten indikerer tilstedeværelsen af ​​metan og ethan i stratosfæren. SOFIAs unikke observationer af sammenligningen mellem ortho- og parabrinte afslører en gradvis tendens fra ækvatorial- til polarområder.

Baseret på tidligere observationer, Fletchers forskerhold antog, at Jupiter skulle have ligevægt overalt i sin atmosfære, men de fandt ud af, at der på lave breddegrader i troperne er betydelig blanding. Aureoler kan påvirke denne blanding, men yderligere observationer er nødvendige for bedre at forstå processerne over tid. Resultaterne fra Fletcher-holdets observationer blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Icarus .

"Disse resultater viser, at vi fra Jorden nu kan fange en lignende kvalitet af rumligt opløste observationer, som vi kan opnå fra rummissioner som Voyager, " sagde Fletcher. "Disse SOFIA-observationer vil udfylde hullet i bølgelængdedækningen af ​​nuværende og fremtidige rumbaserede observatorier og give rumlig og tidsmæssig kontekst for dem."