James Webb rumteleskop for at målrette Jupiters Great Red Spot

NASAs James Webb rumteleskop, det mest ambitiøse og komplekse rumobservatorium, der nogensinde er bygget, vil bruge sine enestående infrarøde muligheder til at studere Jupiters store røde plet, kaster nyt lys over den gådefulde storm og bygger på data returneret fra NASAs Hubble -rumteleskop og andre observatorier.

Jupiters ikoniske storm er på Webb -teleskopets liste over mål valgt af garanterede tidsobservatører, forskere, der hjalp med at udvikle det utroligt komplekse teleskop og blandt de første til at bruge det til at observere universet. Et af teleskopets videnskabelige mål er at studere planeter, herunder mysterierne, der stadig er i besiddelse af planeterne i vores eget solsystem fra Mars og videre.

Leigh Fletcher, seniorforsker i planetarisk videnskab ved University of Leicester i Storbritannien, er hovedforsker ved Webb -teleskopets observationer af Jupiters storm. Hans team er en del af en større indsats for at studere flere mål i vores solsystem med Webb, i spidsen for astronomen Heidi Hammel, koncerndirektør for Association of Universities for Research in Astronomy (AURA). NASA valgte Hammel som en tværfaglig videnskabsmand for Webb i 2002.

"Webbs infrarøde følsomhed giver et vidunderligt supplement til Hubbles synlige bølgelængdeundersøgelser af det store røde sted, "forklarede Hammel." Hubble-billeder har afsløret slående ændringer i størrelsen på det store røde sted i løbet af missionens levetid på flere årtier. "

Fletcher og hans team planlægger at bruge Webbs mid-infrarøde instrument (MIRI) til at oprette multispektrale kort over Great Red Spot og analysere dets termiske, kemiske og skystrukturer. Forskerne vil være i stand til at observere infrarøde bølgelængder, der kan kaste lys over, hvad der forårsager stedets ikoniske farve, som ofte tilskrives solens ultraviolette stråling, der interagerer med nitrogen, svovl- og fosforholdige kemikalier, der løftes fra Jupiters dybere atmosfære af kraftige atmosfæriske strømme i stormen.

Fletcher forklarede, at brug af MIRI til at observere i området 5 til 7 mikrometer kunne være særligt afslørende for den store røde plet, da ingen anden mission har været i stand til at observere Jupiter i den del af det elektromagnetiske spektrum, og observationer i sådanne bølgelængder er ikke mulige fra Jorden. Disse lysbølgelængder kunne give forskerne mulighed for at se unikke kemiske biprodukter fra stormen, hvilket ville give indsigt i dets sammensætning.

"Vi leder efter signaturer af alle kemiske forbindelser, der er unikke for [Great Red Spot] ... som kunne være ansvarlige for de røde kromoforer, "sagde Fletcher. Kromoforer er de dele af molekyler, der er ansvarlige for deres farve. Fletcher tilføjede, "Hvis vi ikke ser nogen uventet kemi eller aerosolsignaturer ... så kan mysteriet med den røde farve forblive uløst."

Webbs observationer kan også hjælpe med at afgøre, om den Store Røde Plet genererer varme og frigiver den til Jupiters øvre atmosfære, et fænomen, der kunne forklare de høje temperaturer i regionen. Nyere NASA-finansieret forskning viste, at tyngdekraftsbølger og lydbølger kolliderer, frembragt af stormen, kunne generere den observerede varme, og Fletcher sagde, at Webb muligvis kunne indsamle data for at understøtte dette.

"Enhver bølge frembragt af den kraftige konvektive aktivitet i stormen skal passere gennem stratosfæren, før de når ionosfæren og termosfæren, "forklarede han." Så hvis de virkelig findes og er ansvarlige for opvarmning af Jupiters øvre lag, forhåbentlig ser vi beviser for deres passage i vores data. "

Generationer af astronomer har undersøgt Den Store Røde Plet; stormen er blevet overvåget siden 1830, men den har muligvis eksisteret i mere end 350 år. Årsagen til stormens levetid forbliver stort set et mysterium, og Fletcher forklarede, at nøglen til at forstå dannelsen af ​​storme på Jupiter er at være vidne til deres fulde livscyklus - voksende, krymper, og til sidst dø. Vi så ikke formen Great Red Spot, og det dør muligvis ikke snart (selvom det er skrumpet, som dokumenteret af billeder fra NASAs Hubble -rumteleskop og andre observatorier), så forskere må stole på at observere "mindre og friskere" storme på planeten for at se, hvordan de begynder og udvikler sig, noget, som Webb kan gøre i fremtiden, sagde Fletcher.

"Disse særlige observationer afslører stormens lodrette struktur, hvilket vil være en vigtig begrænsning for numeriske simuleringer af Jovian [Jupiter] meteorologi, "forklarede han." Hvis disse simuleringer kan hjælpe med at forklare, hvad Webb observerer i infrarød, så er vi et skridt tættere på at forstå, hvordan disse gigantiske malstrømme lever så længe. "