Sonda Juno zbadała wiatry na Jowiszu

Dane grawitacyjne zebrane przez amerykańską sondę kosmiczną Juno wskazują, że wiatry atmosferyczne na Jowiszu wnikają do wnętrza w cylindryczny sposób, równolegle do osi rotacji planety.

Natura atmosfery Jowisza od dawna fascynowała astronomów i badaczy nauk planetarnych. Gdy sonda kosmiczna Juno weszła na orbitę wokół Jowisza w 2016 roku, uzyskali świetne narzędzie do analiz dokładniejszych niż możliwe przy pomocy obserwacji Jowisza teleskopami z Ziemi. Do tej pory sonda dokonała 55 okrążeń wokół Jowisza, a jej rozmaite przyrządy badały zdalnie m.in. rejony poniżej turbulentnych chmur w jego atmosferze.

Jednym ze sposobów dowiedzenia się więcej o wnętrzu Jowisza są badania przy pomocy fal radiowych. Naziemne anteny sieci Deep Space Network, należącej do NASA, śledziły sygnał radiowy od sondy, gdy ta przelatywała w pobliżu Jowisza, mierząc niewielkie zmiany prędkości, na poziomie 0,01 milimetra na sekundę. Są one powodowane niejednorodnościami w polu grawitacyjnym planety. Analizując te odchyłki można wysnuć wnioski o tym, co znajduje się poniżej górnej warstwy atmosfery, przesłaniającej widok. W szczególności udało się w ten sposób oszacować głębokość stref i pasów planety, które rozciągają się od wierzchołków chmur w dół na głębokość 3000 kilometrów.

Z kolei aby zbadać zachowanie wiatrów, naukowcy zastosowali technikę matematyczną, która modeluje odchyłki grawitacyjne i wzniesienia na powierzchni planet skalistych, takich jak Ziemia. Na Jowiszu przydała się do wykonania mapy głębokich wiatrów. Wzrost rozdzielczości jest czterokrotny w porównaniu do modeli opracowanych na podstawie danych ze starszych sond Voyager czy Galileo.

Wyniki pomiarów pasują do opracowanego dwie dekady temu modelu, opisującego potężne przepływy strefowe ze wschodu na zachód, rozciągające się od białych i czerwonych stref i pasów na poziomie chmur, kierujące się do wnętrza. Jednak pomiary pokazują, że zamiast rozciągać się we wszystkich kierunkach, niczym promieniująca sfera, przepływy strefowe kierują się do wewnątrz cylindrycznie i są zorientowane wzdłuż osi obrotu Jowisza.

„Wszystkie 40 wskaźników grawitacyjnych zmierzonych przez Juno pasuje do naszych wcześniejszych obliczeń” - powiedział Yohai Kaspi z Naukowego Instytutu Weizmanna w Izraelu, który kierował badaniami.

Obecnie sonda Juno znajduje się w przedłużonej fazie swojej misji. Oprócz przelotów koło Jowisza, dokonała także przelotów w pobliżu Ganimedesa i Europy – księżyców planety. Aktualnie jest natomiast w trakcie kilku przelotów obok innego księżyca – Io.

Wyniki badań przedstawiono w artykule, który ukazał się w „Nature Astronomy”.