Przejdź do treści

Woda w głębiach Wielkiej Czerwonej Plamy

Obraz Jowisza w podczerwieni wykonany przez teleskop naziemny

Jowisz  największa planeta Układu Słonecznego  intryguje naukowców od dawna. Teraz, dzięki pracy naukowców pod przewodnictwem Gordona Bjorakera z NASA, jesteśmy bliżej odpowiedzi na jedno z palących pytań dotyczących planety: Jak dużo wody jest głęboko w jej atmosferze?

Naukowcy spojrzeli na Wielką Czerwoną Plamę teleskopami wrażliwymi na promieniowanie termiczne. Okazało się, że z głębi antycyklonu wyłaniają się chemiczne oznaki istnienia wody. Ciśnienie, w którym występuje, pokrywa się z pomiarami występowania tam innego związku z tlenem – tlenku węgla. Wyniki badań wskazują, że na Jowiszu tlenu może być nawet 2–9 razy więcej niż na Słońcu.

Odkrycie pokrywa się z modelami komputerowymi, które przewidywały, że Jowisz zawiera duże ilości wody stworzonej z tlenu i wodoru cząsteczkowego.

Ile znaczy woda na Jowiszu?


Teraz nowe odkrycie może wspomóc naukowo misję sondy Juno. Ta krąży wokół planety po orbicie o okresie obiegu 53 dni i spogląda na nią również za pomocą spektrometru na podczerwień. Spektrometr światła podczerwonego, jak również radiometr mikrofalowy, w który wyposażona jest sonda, mogą zerkać w głąb planety aż do ciśnienia odpowiadającego 100 atmosferom ziemskim na poziomie morza.

>> Więcej o ostatnich odkryciach sondy Juno <<

Sam fakt występowania pary wodnej w takiej ilości może pozwolić zadać nowe pytania – tym razem dotyczące formacji samej planety. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu myślano, że Jowisz był pierwszą uformowaną planetą, która powstała jedynie z chmury gazu wokół ewoluującego Słońca. Dominowała teoria, że Jowisz to takie mniejsze Słońce – kula wodoru z odrobiną helu, tylko nieświecąca dzięki reakcjom termojądrowym.

Jednak coraz więcej obserwacji wskazuje na to, że Jowisz posiada skalne jądro – być może ok. 10 razy masywniejsze od całej Ziemi. Amerykańska sonda Galileo dostarczyła chemicznych dowodów na to, że Jowisz na początku uformował skalno-lodowe jądro, a dopiero później odebrał od Słońca duże ilości gazu. Również to, jak grawitacja planety przyciąga sondę Juno, wspiera tę teorię.

Jak doszło do odkrycia?


Zespół Bjorakera użył danych obserwacyjnych zgromadzonych w 2017 roku przez teleskopy na górze Mauna Kea na Hawajach. Polegali m.in. na najbardziej wrażliwym detektorze promieniowania podczerwonego – jednym z pary teleskopów Kecka.

Badacze analizowali, ile energii przechodzi przez chmury Jowisza – i dzięki temu można było ocenić wysokości poszczególnych warstw tych chmur, a przez to oszacować temperaturę i inne czynniki pogodowe, które wpływają na to, jakie gazy mogą występować w poszczególnych regionach.

Obecnie uważa się, że atmosfera Jowisza składa się z trzech warstw chmur: najniższej, złożonej z wodnego lodu i ciekłej wody, środkowej, bogatej w amoniak i siarkę, i najwyższej w której występuje praktycznie sam amoniak.

Aby to potwierdzić, naukowcy spojrzeli na podczerwony zakres promieniowania planety. Promieniowanie termiczne jest słabo absorbowane przez chmury, dlatego idealnie nadaje się do takich obserwacji. Naukowcy patrzyli na linie absorpcyjne metanu – gazu powszechnie i równomiernie występującego w atmosferze tej planety. Tam, gdzie linie absorpcyjne metanu były słabsze, nie znaczyło, że było tam więcej metanu pochłaniającego energię światła na tych długościach, ale że występowały tam grubsze warstwy chmur, które blokowały dotarcie tego światła do nas.

Obserwacje potwierdziły model trzech warstw chmur na Jowiszu – najgłębszej, o ciśnieniu niemal pięciu atmosfer, w miejscu, gdzie występuje temperatura zamarzania wody, co w połączeniu z obserwacjami występowania tam tlenku węgla każe przypuszczać występowanie dużych ilości wody.

Pozostaje czekać, aż podobne obserwacje zostaną wykonane w innych miejscach na Jowiszu i znajdą pokrycie w danych ze statku Juno. Obecność wody w atmosferze planety może nam powiedzieć dużo o tym, jak się uformowała.

Źródło: NASA

Opracowanie: Rafał Grabiański

Więcej informacji:

Na zdjęciu: Obraz Jowisza w podczerwieni wykonany przez teleskop naziemny. Na żółto zaznaczono rejon Wielkiej Czerwonej Plamy, który był objęty obserwacjami zespołu Bjorakera. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center, Gordon Bjoraker

Reklama