Létající observatoř SOFIA studovala planetu Jupiter

Na obrázku vlevo je fotografie planety Jupiter pořízená ve viditelném světle Hubbleovým vesmírným teleskopem HST, vpravo snímek pořízený létající observatoří SOFIA demonstrující variace teplot Jupitera v různých planetárních šířkách. Dva snímky zachycují planetu Jupiter přibližně ve stejné orientaci.

Planetologové využili létající stratosférickou observatoř SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), společný projekt NASA a německé agentury DLR k výzkumu proudění v atmosféře planety Jupiter – vůbec poprvé v průběhu panující zimy na severní polokouli – a to v průběhu letu v srpnu 2018 a v červenci 2019. Zaměřili se na pozorování vodíku.

Molekuly vodíku H2 mohou být uspořádány dvěma rozdílnými způsoby, známými jako parahydrogen (protony mají rozdílný spin) a orthohydrogen (protony mají stejný spin). Orthohydrogen má vyšší energii. Odlišné orientace mají rozdílné energie rozhodující pro poměr paravodíku a orthovodíku, což může astronomům něco říci o celkové teplotě.

Astronomové pozorovali koncentrace paravodíku a orthovodíku v různých šířkách těsně nad hlavní oblačnou pokrývkou planety Jupiter. Zjistili, že v oblasti v okolí rovníku teplý plyn stoupá vzhůru do atmosféry Jupitera. V oblasti severního a jižního pólu se však vyskytuje opačný průběh: studený plyn z vyšších a chladnějších vrstev atmosféry se pohybuje směrem dolů.

„To dává smysl pro všeobecnou cirkulaci: vzestupné proudění nad rovníkem, klesající proudění v blízkosti pólů,“ říká Imke de Pater, hlavní autorka nedávného článku v časopise Planetary Science Journal, popisujícího pozorování.

Atmosféra planety Jupiter byla pozorována prostřednictvím vodíku již dříve – pomocí létající observatoře SOFIA v roce 2014 a sondami NASA Voyager 1 a 2 v roce 1979 – avšak pouze v období léta na severní polokouli. Současná pozorování byla vůbec poprvé uskutečněna v období zimy na severní polokouli Jupitera, zhruba polovinu místního roku po pozorování v roce 2014 observatoří SOFIA. Toto srovnání ukazuje, jak se mění oblasti kolem Jupiterových pólů se změnou ročních období. Ukazuje se, že jeho vzdálené severní polární oblasti zůstávají chladnější než jižní pól, bez ohledu na roční období.

O severní a jižní polokouli planety Jupiter je známo, že mají asymetrické rozložení aerosolů, takže tato teplotní nerovnováha mezi oběma póly je pravděpodobně způsobena vlivem této asymetrie.

Při sledování planety Jupiter Imke de Pater a její spolupracovníci rovněž spatřili čtyři další objekty, které se dostaly do zorného pole dalekohledu SOFIA a shromáždili o nich dostupná data: jednalo se o čtyři největší Jupiterovy satelity Io, Europa, Ganymed a Kallisto – známé pod všeobecným názvem jako galileovské měsíce.

„Byli jsme překvapeni, že jsme opravdu zachytili všechny čtyři měsíce a mohli určit jejich teploty,“ říká Imke de Pater.

Díky těmto příjemným překvapením mohla skupina zřetelně spatřit, jak se teplota těchto měsíců snižuje s hloubkou jejich podpovrchových vrstev. Tyto teplotní změny mohou být případně využity k určení složení, hustoty a dalších vlastností nitra měsíců.

Všechny tyto měsíce mají unikátní vlastnosti – počínaje vodním ledem na Europě, hojným výskytem kráterů na prastarém měsíci Kallisto k extrémní vulkanické aktivitě na Io – což dělá jejich povrchovou vrstvu mimořádně zajímavou pro budoucí výzkum.

Jupiter a jeho měsíce jsou příliš jasné pro pozorování prostřednictvím dlouhých vlnových délek pomocí dalekohledu James Webb Space Telescope (JWST), které mohou saturovat přístroje a nemohou být měřeny ze zemského povrchu v důsledku blokování atmosférou velkého množství středního infračerveného záření. Unikátní přístup observatoře SOFIA ke středním délkám infračerveného záření proto tedy umožňuje tato měření a poskytuje rozhodující informace o planetě Jupiter a jejích velkých satelitech.

SOFIA je společný projekt NASA a německé kosmické agentury DLR. DLR poskytuje dalekohled, plánovanou leteckou údržbu a další podporu jednotlivým misím. NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley řídí program observatoře SOFIA, vědecký výzkum a činnost jednotlivých misí v kooperaci s Universities Space Research Association, headquartered in Columbia, Maryland a German SOFIA Institute at the University of Stuttgart. Letadlo je udržováno a řízeno z NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, Palmdale, California.

Zdroj: https://scitechdaily.com/a-jovial-surprise-sofia-airborne-telescope-observes-jupiter/

autor: František Martinek