Co oznacza przypadkowe odkrycie fal grawitacyjnych na Jowiszu?

Jowisz, gigantyczna planeta w naszym Układzie Słonecznym, był przedmiotem wielu badań. Istnieje wiele cech fizycznych tej planety, które wciąż nie są dobrze poznane. Równie różnorodne są metody monitoringu: monitoring od pasma radiowego do pasma X w całym spektrum elektromagnetycznymWykorzystanie zdolności każdego pasma elektromagnetycznego do uchwycenia różnych aspektów.

Cechą, która zawsze przyciągała uwagę astronomów, jest ruch gazów w atmosferze Jowisza. Obserwacje w różnych pasmach widmowych, dzięki szerokiej gamie instrumentów, zarówno teleskopom naziemnym, jak i kosmicznym, pozwoliły nam lepiej zrozumieć dynamikę atmosfery tej planety.

Wielka czerwona plama

Wielka Czerwona Plama jest jedną z charakterystycznych cech tej planety. Jest to stały obszar wysokiego ciśnienia, który powoduje burzę antycykloniczną (która obraca się w kierunku przeciwnym do huraganów powstających na lądzie). Jest na stałe umiejscowiony na południowej półkuli planety, wciśnięty pomiędzy dwa strumienie odrzutowe. Jest tak duży, że można go wyraźnie zobaczyć nawet przez mały teleskop.

W lipcu 2022 r. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwował Wielką Czerwoną Plamę za pomocą kamery na podczerwień NIRCam w celu uzyskania nowych informacji o warstwach atmosfery nad tą plamą.

W ten sposób „przez przypadek” okazało się, że to, co zaplanowały notatki Jamesa Webba, było znacznie mniej interesujące niż to, czego nie szukał i zamiast tego zostało odkryte.

Jak podaje Tricanic Dictionary, Serendib to starożytna nazwa wyspy Cejlon. Po raz pierwszy Walpole użył przymiotnika nieoczekiwany w odniesieniu do nieoczekiwanych odkryć dokonanych przez przypadek.

Obserwacje w bliskiej podczerwieni pokazały, jak wyglądają górne warstwy atmosfery w pobliżu Wielkiej Plamy Nie są one jednorodne, ale mają złożone struktury charakteryzujące się ciemnymi łukami i jasnymi plamami.. Istnienie tych struktur przypisuje się obecności fal grawitacyjnych.

Fale grawitacyjne

W przypadku Ziemi nadmiar ciepła odbieranego przez obszar równikowy od Słońca w porównaniu z innymi szerokościami geograficznymi prowadzi do dynamiki w warstwach atmosfery. Ponieważ w przypadku Jowisza, ze względu na jego większą odległość od Słońca, powstaje nadmiar ciepła Przy zaledwie 4% w porównaniu z tym, co otrzymuje Ziemia, astronomowie założyli, że górna atmosfera Jowisza jest „cicha”, a zatem niezbyt interesująca.

Jednak, co zaskakujące, zdjęcia w podczerwieni Jamesa Webba pokazały, że jest to bardzo złożone i zorganizowane. Astronomowie uważają, że nie jest to zależne od promieniowania słonecznego, ale istnieje za to jakiś mechanizm odpowiedzialny.

Kierownik projektu badawczego, który doprowadził do odkrycia, Henrik Melin z Uniwersytetu w Leicester, uważa, że ​​struktury obserwowane w górnych warstwach atmosfery powstają w wyniku fal grawitacyjnych. Będą generowane w niższych warstwach atmosfery, bardzo burzliwie, a następnie rozprzestrzeniają się na wysokość, modyfikując strukturę i jasność (Generuje ciemniejsze obszary, które są mniej gorące i jasne obszary, które są bardziej gorące).

W dynamice płynów fale grawitacyjne powstają, gdy siła grawitacji lub ciągu hydrostatycznego działająca na płyn ma tendencję do przywracania utraconej z jakiegoś powodu równowagi.

Fale grawitacyjne powstają na styku dwóch różnych płynów. Na przykład w stanie lądowym powierzchnia morza stanowi granicę między ciekłą „wodą” a ciekłym „powietrzem”. Generowane są tu fale morskie, będące przykładem fal grawitacyjnych.

Ale nawet w atmosferze mogą powstawać fale grawitacyjne, które w miarę rozprzestrzeniania się Mogą generować impulsy konwekcyjne, które w krótkim czasie powodują zorganizowane burze w pasmach poruszających się zgodnie z kierunkiem propagacji fali.

Fale grawitacyjne obserwowane na Jowiszu są znacznie silniejsze niż te obserwowane na Ziemi. Po tym nieoczekiwanym odkryciu zespół zaplanował już dalsze obserwacje z Jamesem Webbem i Gossem, aby zrozumieć, skąd pochodzą te fale i jak rozchodzą się w górnych warstwach atmosfery.