Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Det seneste fra Juno, da Jupiter fremstår lyst på nattehimlen

Tid til at kigge under Jupiters hvirvlende skyer. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, CC BY

Nu er et godt tidspunkt at se Jupiter på nattehimlen, da planeten når opposition på onsdag, 9. maj.

Opposition betyder, at Jupiter sidder over for Solen på himlen. Så i aften, når solen går ned i vest, Jupiter kan ses stigende i øst. Det er dejligt og lyst, overskygger alle nattehimlens stjerner.

Faktisk, opposition betyder også, at Jupiter er tættest på Jorden, få planeten til at skinne endnu mere strålende end normalt. Så sørg for at kigge mod øst i løbet af de næste par uger for at fange Jupiter, når det er bedst.

Jupiter som vi aldrig har set det før

NASA's rumfartøj vil også fange Jupiter, når det er bedst, Juno. Efter en femårig rejse, Juno gik i kredsløb omkring Jupiter i midten af ​​2016.

Det er det andet rumfartøj, der kredser om Jupiter (efter Galileo i 1995), men vigtigst af alt er det den første, der kredser om Jupiters poler, giver os mulighed for at se en del af planeten, der ikke kan ses fra Jorden.

Juno har vist os, at Jupiters farverige bånd – de klart definerede bælter og zoner (de mørke og lyse bånd, hhv.), der kredser om størstedelen af ​​planeten – giv plads til en slående konfiguration af cykloner ved hver af Jupiters poler.

At opdage cykloner i toppen og bunden af ​​Jupiter er ikke helt uventet, men det, der er overraskende, er deres stabilitet og de mønstre, de har dannet.

Ved nordpolen, en central cyklon er omgivet af otte ydre cykloner. I Syden, den centrale cyklon har fem andre, der omkranser den.

Disse cykloner er enorme - de sydlige spænder fra 5, 600 km til 7, 000 km i diameter; det er omtrent lige så bredt som Mars. De nordlige er lidt mindre, med diametre på omkring 4, 000 km til 4, 600 km. Vindhastighederne er så store som 350 km i timen.

I løbet af de syv måneders observationer, der er analyseret indtil videre, cyklonerne er forblevet overraskende forskellige, uden tegn på, at de kan smelte sammen. Alligevel er de fleste af cyklonerne så tæt pakket, at deres spiralarme rører hinanden. (Du kan se cyklonernes bevægelse i denne rå optagelse.)

Også, selve mønsteret er meget stabilt og viser næsten ingen bevægelse. Selvom der er en central cyklon, der vælter rundt om pælen, dens bevægelse ser ikke ud til at skubbe de ydre cykloner til at kredse omkring den (a la "Ring a Ring o' Roses"). Hvis de kredser om pælen, så må de drive meget langsomt.

Jupiter vil blive set i hele maj, står op i øst ved solnedgang, foran stjernebilledet Scorpius. Kredit:Museer Victoria/stellarium

Juno - kør venligst sikkert

Den anden spændende ting ved Juno er, at den blev bygget til at undersøge de indre dybder af Jupiter. En måde, det gør dette på, er ved indviklet at kortlægge Jupiters gravitationsfelt med en præcision, der er 100 gange bedre end nogensinde før.

Hver 53. dag, Juno udfører en forbløffende Jupiter forbiflyvning. Sonden tager to timer at rejse fra den ene pol til den anden, lyner forbi ved mere end 200, 000 km/t og skimming bare 4, 000 km over Jupiters skytoppe.

Når Juno kører forbi planeten, føler den Jupiters tyngdekraft. Den accelererer lidt, når den flyver over områder med høj masse og sænker farten, hvor som helst massen falder af.

Disse små ændringer i Junos hastighed måles ved hjælp af en slags interplanetarisk radarkanon; Juno sender et radiosignal af en bestemt frekvens, og når det ankommer her på Jorden, enhver ændring af den frekvens advarer os om Junos skiftende hastighed.

Et nyt kig på Jupiter – flere billeder er blevet kombineret for at vise sydpolen i fuldt sollys. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

Mærker presset

Hvis vi tænker på Jorden, der er en klar skelnen mellem skyerne, atmosfæren, og selve klippeplaneten.

Men er lavet af gas, Jupiter er stort set al atmosfære. Per definition, planeten begynder, når det atmosfæriske tryk af dens gas er lig med 1 bar. Det svarer til det pres, vi føler ved havoverfladen på Jorden.

Dette giver en slags overflade for Jupiter, som sådan, selvom det er forudindtaget af vores jordiske synspunkt. Juno giver os allerede meget bedre indsigt i, hvordan Jupiter virkelig er opbygget.

Tidligere, hvad vi har set af Jupiter, de båndede bælter og zoner, er skytoppene, der sidder lige over planetens "overflade". De kredser rundt om planeten, med alternative bånd, der bevæger sig i modsatte retninger.

Jupiters nordlige cykloner i infrarød, som fanger den udstrålende varme. På dette originale billede, mørkere områder er koldere og mere overskyet, mens lysere områder er relativt skyfri, giver os mulighed for at se dybere. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Junos data har vist, at denne banding fortsætter dybt ind i Jupiter, synes at være meget mere end blot et tyndt lag vejr (som er drevet af Solen).

Hvor lavt kan du gå?

Junos tyngdekraftkortlægning blev opdelt i to komponenter:en statisk komponent, modelleret som Jupiters gas, der roterer som én; og en dynamisk komponent, opstået fra strømme.

Den dynamiske komponent blev afsløret af en nord-syd-asymmetri i Jupiters tyngdefelt. Det betyder, at tyngdekraften varierede fra ækvator op til nordpolen ikke var i overensstemmelse med, hvordan den ændrede sig fra ækvator ned til sydpolen.

Det blev også klart, at disse ændringer i tyngdekraften sporede den båndede struktur af Jupiters skylag.

Jupiters sydlige cykloner. Bemærk, at dette forbedrede billede viser en omvendt visning, de mørkere områder er dybe, mens jo højere, tykkere skyer er hvide. Denne visning har til formål at matche den måde, vi ser skyer på i rumbilleder af Jorden. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Som resultat, skytoppene skal strække sig ind i Jupiter, bliver hvirvlende jetstrømme, der når dybder på 3, 000 km. Mængden af ​​masse, der hvirvlede rundt, blev beregnet til at være 1 % af Jupiters samlede masse – mere end tre gange Jordens masse.

Er der en 'planet' dybt inde?

Ved at analysere den statiske komponent i Jupiters tyngdefelt, det blev fundet, at der er et punkt, hvor Jupiters gas begynder at rotere i harmoni, som en stiv kugle.

Den sidder under en vinddybde på mindst 2, 000 km men mindre end 3, 500 km, hvilket stemmer godt overens med jetstrømsfundene.

I denne dybde, trykket er 100, 000 gange større end hvad vi føler ved jordens overflade og temperaturer stiger. Elektriske strømme, der strømmer gennem den komprimerede brintgas og begrænses af Jupiters kraftige magnetfelt, menes at bremse vinden og trække gassen i ensartet bevægelse.

Mens Juno fortsætter med at svinge forbi Jupiter, Forskere håber på bedre at forstå dynamoen, der driver Jupiters magnetfelt og i sidste ende at afgøre, om Jupiter har en solid kerne, lavet af en slags iskold sten udsat for mere end 50 millioner bars tryk. Nu er det virkelig ude af denne verden.

Den seneste Jupiter forbiflyvning (fra april, 2018) vist på 70 sekunder. Kredit:NASA/JPL/SwRI/MSSS/SPICE/Gerald Eichstädt.



Varme artikler