Rychlá rotace Jupitera vytváří nerovnoměrné vodní zóny

Co může voda v Jupiterově atmosféře vědce naučit o složení planety? Tímto se zabývá nedávná studie publikovaná v časopise „Proceedings of the National Academy of Sciences“, jejímž cílem je zkoumat rozložení vody v Jupiterově atmosféře. Tato studie má potenciál pomoci vědcům lépe pochopit dynamiku, složení a evoluční historii Jupiterovy atmosféry.

Pro tuto studii vědci použili řadu počítačových modelů k simulaci vodního cyklu Jupitera, konkrétně ve středních šířkách planety. Toto ověření proběhlo poté, co kosmická sonda Juno agentury NASA, která donedávna obíhala kolem Jupitera a pozorovala nepravidelnosti, které by mohly zasahovat hluboko do Jupiterovy atmosféry. S využitím modelů k vysvětlení těchto nepravidelností vědci naznačují, že vysoká rychlost rotace Jupitera by mohla vést k tomu, že voda „stéká“ skrz jeho atmosféru do vrstev pod vrcholky primárních oblaků. Domnívají se, že to má za následek zvyšující se srážky (vlhkost) s hloubkou. Pokud jde o rotaci, zatímco Zemi trvá jedna otočka 24 hodin, Jupiteru to trvá pouze 10 hodin, přestože je přibližně 318krát hmotnější než Země.

Kromě poznatků o atmosféře Jupitera by tyto informace mohly také poskytnout vhled do toho, jak se voda mohla dostat na Zemi, jelikož se již dlouho předpokládá, že Jupiter byl první planetou, která se ve Sluneční soustavě zformovala. Je to proto, že Jupiterova obrovská gravitace mohla přesměrovat asteroidy bohaté na vodu k Zemi, nebo jeho migrace do vnitřní Sluneční soustavy mohla přerozdělit protoplanetární disk, ze kterého se formovala Země a další skalnaté planety.

„Zatímco se zaměřujeme na Jupitera, v konečném důsledku se snažíme vytvořit teorii o dynamice vody a atmosféry, kterou lze široce aplikovat na jiné planety, včetně exoplanet,“ řekl Huazhi Ge, postdoktorand na California Institute of Technology (Caltech) a hlavní autor studie.

V době psaní tohoto článku NASA potvrdila existenci více než 6 000 exoplanet, přičemž přibližně třetina z nich jsou plynní obři, jako je Jupiter. Největší planeta ve Sluneční soustavě proto sloužila a měla by i nadále sloužit jako vhodný analog pro studium exoplanet a jejich dynamických atmosfér. Zatímco Jupiter obíhá přibližně 778 milionů kilometrů od našeho Slunce a jeden oběh mu trvá necelých 12 let, bylo pozorováno, že několik potvrzených exoplanet – plynných obrů – obíhá mnohem blíže svých mateřských hvězd a jeden oběh jim trvá jen několik dní. Tyto planety se označují jako horké jupitery a ultrahorké jupitery.

Jedním z příkladů horkého jupitera je HD 189733 b, který se nachází přibližně 65 světelných let od Země a odhaduje se, že oběhne svou hvězdu za pouhé 2,22 dne. Pro kontext, Merkur je planeta nejblíže Slunci a jeden oběh mu trvá 88 dní. V důsledku extrémně blízké oběžné dráhy je atmosféra HD 189733 b velmi dynamická, včetně nadzvukových větrů o rychlosti až 2 kilometry za sekundu (7 200 kilometrů za hodinu) a výskytu bouří typu „skleněného deště“.

Navzdory těmto zjištěním je důležité poznamenat, že vodní pára tvoří přibližně 0,25 procenta Jupiterovy atmosféry, přičemž v ní převážně dominuje vodík (~89 procent) a hélium (~10 procent). Jeho atmosféra však obsahuje stopové plyny včetně metanu, amoniaku, neonu a argonu, abychom jmenovali alespoň některé. Navzdory tomu by tato zjištění mohla poskytnout vhled do formování a vývoje Sluneční soustavy, včetně toho, jak se voda dostala na Zemi, což je důvodem existence života, jak ho známe, na našem malém modrém světě.

Jaké nové poznatky o rozložení vody v Jupiterově atmosféře vědci získají v nadcházejících letech a desetiletích? Čas ukáže, a proto se zabýváme vědou!

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/jupiters-fast-rotation-creates-uneven-water-zones a https://www.caltech.edu/about/news/a-new-model-of-water-in-jupiters-atmosphere

autor: František Martinek