Kiderült, mitől túl meleg a Jupiter légköre

A Jupiter több mint ötször olyan messze van a Naptól, mint a Föld, a napsugárzás révén a felső légkörének -70 Celsius-fokosnak szabadna csak lennie, azonban a mérések alapján +426 fokos. Az elmúlt ötven évben rejtély volt, mi okozhatja ezt a különbséget.

A NASA beszámolója szerint nemrégiben egy kutatócsoport alakult, amely a Juno űrszonda, a Hawaiin lévő Keck Obszervatórium és a Hiszaki, ultraibolya tartományú japán (JAXA) űrteleszkóp közös munkájával igyekezett kideríteni ezen eltérés okát. A Nature-ben megjelent tanulmány szerzői bizonyítani tudták, hogy a Jupiter rendkívül erőteljes sarki fényei állhatnak a légköre felmelegedése hátterében.

A sarki fényt a beérkező töltött részecskék hozzák létre, amikor a bolygó mágneses terében csapdába esnek és a légköri atomokat, molekulákat a velük való ütközés során fény és energia leadására késztetik. A Jupiter sarki fényét, ami a Naprendszerben a legnagyobb erősségű, az Io nevű holdjának vulkánkitörései során kiszabadult részecskék hozzák létre.

Bár korábban is felmerült már a gyanú, hogy a sarki fénye fűtheti a Jupiter légkörét, bizonyítani eddig nem sikerült, sőt, a bolygó szeleinek modellezése alapján a sarkvidékeken keletkező hő nem juthatott volna el az alacsonyabb szélességi övezetekbe.

A kutatócsoport most azonban olyan képet kapott, amelyben a Keck teleszkópja által mért hőmérsékleti viszonyok a Hiszaki és a Juno űrszonda mágneses méréseivel kombináltan kimutatta, hogy miként is képes a sarki fény átadni a hőt a bolygó teljes légkörének: a sarkok felől az egyenlítői régiók irányába tartó hőáramlást észleltek.

Ahhoz, hogy eljussanak ehhez a következtetéshez, javítani kellett a Keck méréseinek felbontását, ezt több évi munkával és sok ezernyi adatpont speciális feldolgozásával érték el. Miután ez megtörtént, kiderült, hogy a hő nem reked meg a sarkoknál, ahogy a korábbi modellek várták, hanem a teljes bolygón eloszlik. A kutatók felfedeztek egy hosszan elnyúló forró sávot is, amelyről úgy vélik, hogy a sarkok felől indult hőáramlás egyik lökete, hulláma lehet.

A Hiszaki mérései kimutatták azt is, hogy a Jupiter sarki fényeit is befolyásolja a napszél, amellyel nemcsak töltött részecskék, hanem a Nap mágnessége is együtt utazik. Amikor különösen jelentős volt a napszél hatása a Jupiter mágneses mezejére, akkor vált legintenzívebbé a sarki fény is, vagyis a hő keletkezése, s ez időben egybeesett a Keck Obszervatóriumban végzett mérésekkel. A Juno űrszonda mérései pedig precízen meghatározták, hogy voltaképp hol is alakul ki a sarki fény a Jupiteren.

A Keck mérései ezek alapján különösen szerencsés időszakban készültek, mivel ha egy gyengébb sarki fénnyel járó időszakban vizsgálódtak volna, könnyen lehet, hogy a hatás nem lett volna elég erős ahhoz, hogy ki lehessen mutatni. Ez azt is jelenti, hogy a gondos és alapos munkához egy jó adag szerencsére is szükségük volt a kutatóknak a felfedezéshez.