Jupiters sykloner svinger annerledes

Datasimulering forklarer utdanning og retning av Jupiters stormgiganter

Ekte skudd av Jupiter og en datasimulering av antisykloniske (blå) og sykloniske vinder (rød) © NASA / JPL / University of Alberta / MPS
lese høyt

Snudd: Hvorfor de enorme syklonene til Jupiter "snur" og hvordan de oppstår, nå har forskere belyst ved hjelp av en datamodell. Følgelig dannes ikke disse gasshvirvlene ved sug av områder med lavt trykk, men bare når stigende gass rammer høyere, stabile lag og blir distrahert og virvlet dit. Men hvorfor Great Red Spot og andre orkaner av Jupiter er så langvarige, forblir åpen, forskerne i tidsskriftet "Nature Geoscience".

Atmosfæren til Jupiter er et ganske rastløst sted, noe det fremgår av de veldig synlige båndene av rasende stormer. I vindjakkene til gassgiganten suser skyer av frosne ammoniakkkorn rundt planeten med vindhastigheter på opptil 550 kilometer i timen. Spesielt nær ekvator, enorme orkaner som den berømte Big Red Spot sirkel rundt. Mens noen av disse stormene er langlivede og ser ut til å stå på plass, er andre mye mer skiftende.

Modell basert på en knust sonde

Hvordan nøyaktig disse værfenomenene oppstår, kan bare forklares fragmentarisk så langt. Alt som virker klart er at alle de store orkanene på Jupiter snur den andre veien enn de er på Jorden: de snur planetens rotasjon. Hvorfor dette er så langt var også uklart.

Moritz Heimpel fra University of Alberta i Edmonton og hans kolleger har nå simulert ved hjelp av datasimuleringer, prosessene i de nedre atmosfæriske lagene i Jupiter og der for å finne årsaken til stormene. Blant annet er modellen deres basert på data fra en datter sonde av NASA romfart Galileo. Den trengte inn i gassgigantens atmosfære i omtrent 100 kilometer før den ble knust av høyt trykk.

Detaljer om den store røde flekken og noen stormer i omgivelsene i det falske fargebildet © NASA / JPL-Caltech

Øvre lag som en barriere

"Våre datamaskin-simuleringer med høy oppløsning viser nå at samspill mellom bevegelsene i det dype indre av planeten og et ytre stabilt lag er avgjørende, " rapporterer medforfatter Johannes Wicht fra Max Planck Institute for Solar Energy Forskning i solsystem i G ttingen. I følge dette stiger varme gasspakker opp fra det indre av Jupiter, men de holdes oppe av de ytre stabile atmosfærene som om de befinner seg i en barriere. utstilling

"Bare når oppdriften i gasspakken er sterk nok, kan den trenge inn i dette laget og spre seg horisontalt, " forklarer Wicht. "Under påvirkning av planetrotasjonen blir den horisontale bevegelsen virvlet inn, slik vi observerer den med virvelstrømmene på jorden." Det samme skjer i bakkesykloner: også der slynger Coriolis-kraften seg oppover luftmasser.

Distraksjon fører til ryggvirvler

Imidlertid er det en avgjørende forskjell: I Jupiter oppstår virvlene bare når stigende gass i den øvre atmosfæren strekker seg fra hverandre. På jorda derimot, begynner de på bakken, der luft blir trukket gjennom en lokal depresjon og deretter blåst opp. Denne forskjellen får syklonene til Jupiter og Jorden til å rotere i motsatte retninger.

Og en annen ting ble vist av modellen: På Jupiter er det ikke overalt en slik syklonformasjon, men helst nær polene og i visse bånd over og under ekvator. Størrelsen på virvlene reduseres med avstanden til ekvator. "Regionene bestemmes av dynamikken inne i planeten, spesielt av samspillet mellom de stigende gasspakkene med de østlige og vestlige vindbåndene, " forklarer Wicht.

En ting forskerne selv ikke kan forklare med simuleringen sin: hvorfor noen av syklonene på Jupiter er så langvarige. Tross alt er det Big Red Spot i mer enn 350 år minst. "Vi begynner akkurat å forstå værfenomenene til Jupiter, " understreker Wicht. Mer informasjon kan gis av Polar Orbiter, en dattersondesonde for NASAs Juno-oppdrag, som vil nå Jupiter i juli 2016. (Nature Geoscience, 2015; doi: 10.1038 / ngeo2601)

(Max Planck Institute for Solar System Research / Nature, 01.12.2015 - NPO)