Jupiterio atmosferoje vyksta tai, ko mokslininkai nesitikėjo: 40 metų stebėjimai atskleidė keistą reiškinį

Jupiteris – didžiausia Saulės sistemos planeta, kurios atmosferoje siaučia milžiniškos audros, o vėjų greitis kai kuriose vietose siekia šimtus kilometrų per valandą. Tačiau mokslininkus nustebino ne šios planetos audrų galingumas. Išanalizavę keturis dešimtmečius kauptus duomenis, tyrėjai pastebėjo neįprastą reiškinį: skirtingose Jupiterio atmosferos vietose temperatūra kinta tarsi pagal nematomą, tarpusavyje suderintą ritmą.

Dar keisčiau tai, kad šie pokyčiai nėra susiję su metų laikais, kaip būtų galima tikėtis. Kai vienoje planetos pusėje tam tikros atmosferos sritys šyla, kitoje pusėje panašiose platumose temperatūra krinta. Mokslininkai mano, kad šis atradimas gali padėti suprasti ne tik Jupiterio, bet ir kitų milžiniškų planetų atmosferos paslaptis.

Planeta, kurioje beveik nėra mums įprastų metų laikų

Žemėje metų laikai keičiasi dėl planetos sukimosi ašies posvyrio. Kadangi ji nuo statmenos orbitos plokštumai pakrypusi maždaug 23,4 laipsnio kampu, skirtingais metų laikais Šiaurės ir Pietų pusrutuliai gauna nevienodą Saulės šviesos kiekį.

Jupiterio padėtis visai kitokia. Jo sukimosi ašis pakrypusi vos apie tris laipsnius, todėl Saulės spinduliuotės pasiskirstymas per metus beveik nesikeičia. Be to, vieni Jupiterio metai trunka maždaug 12 Žemės metų.

Dėl tokios nedidelės ašies įstrižos padėties mokslininkai nesitikėjo ryškių, reguliariai pasikartojančių temperatūros pokyčių, primenančių sezoninius ciklus.

Tačiau ilgamečiai stebėjimai atskleidė kitokį vaizdą. Jupiterio atmosferos temperatūra įvairiose platumose periodiškai kyla ir krinta, nors šių svyravimų negalima paaiškinti įprasta metų laikų kaita.

Leicesterio universiteto planetų mokslininkas Leighas Fletcheris aiškina, kad tyrimas padėjo atskleisti dalį šios paslapties. Atrodo, jog Jupiterio atmosferoje veikia saviti natūralūs ciklai, tačiau norint juos visiškai suprasti dar reikia išsiaiškinti, kaip tarpusavyje sąveikauja skirtingi atmosferos sluoksniai.

Keisti reiškiniai Jupiteryje

Šiaurėje šyla, pietuose šąla – keistas veidrodinis reiškinys

Vienas labiausiai tyrėjus nustebinusių atradimų – ryšys tarp toli viena nuo kitos esančių Jupiterio atmosferos sričių.

Mokslininkai nustatė, kad temperatūrai kylant tam tikrose šiaurinio pusrutulio platumose, atitinkamose pietinio pusrutulio platumose ji gali kristi. Šie pokyčiai vyksta ne atsitiktinai, o pagal tarpusavyje susijusius ciklus.

Toks reiškinys primena atmosferinę telekonekciją – procesą, kai orų ir atmosferos pokyčiai viename regione yra susiję su pokyčiais kitame, net labai nutolusiame regione.

Žemėje panašūs ryšiai mokslininkams žinomi jau seniai. Vienas ryškiausių pavyzdžių – El Ninjo ir La Ninjos reiškiniai Ramiajame vandenyne. Jų metu besikeičiančios vandenyno paviršiaus temperatūros ir atmosferos cirkuliacija daro įtaką orams įvairiuose pasaulio regionuose.

Jupiteryje taip pat aptikti požymiai, rodantys, kad atmosferos procesai tolimose vietose gali būti glaudžiai susiję.

NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos tyrėjas Glennas Ortonas šiuos rezultatus vertina kaip itin svarbius. Anot jo, Jupiterio atmosferos temperatūros svyravimų sąsajos primena procesus Žemėje, kai vieno regiono atmosferos būklė siejasi su pokyčiais už tūkstančių kilometrų.

Tačiau vien nustatyti tokį ryšį nepakanka. Mokslininkams dar reikia paaiškinti, kokie fizikiniai procesai jį sukelia ir kodėl temperatūros svyravimai vyksta būtent tokiu ritmu.

Net skirtingi atmosferos sluoksniai reaguoja vienas į kitą

Tyrinėjant Jupiterį paaiškėjo dar viena įdomi aplinkybė. Temperatūros pokyčiai susiję ne tik tarp skirtingų pusrutulių, bet ir tarp skirtingame aukštyje esančių atmosferos sluoksnių.

Kai tam tikrose Jupiterio stratosferos srityse temperatūra kyla, žemiau esančioje troposferoje ji gali mažėti.

Troposfera – atmosferos sluoksnis, kuriame vyksta daugelis mums matomų Jupiterio meteorologinių reiškinių, įskaitant milžiniškas audras ir debesų juostų pokyčius.

Tai leidžia manyti, kad planetos atmosfera veikia kaip sudėtinga tarpusavyje susijusi sistema. Procesai aukštesniuose sluoksniuose gali būti susiję su tuo, kas vyksta gerokai žemiau.

Jupiteris garsėja šviesiomis ir tamsiomis debesų juostomis, besidriekiančiomis aplink planetą. Astronomai jau seniai žino, kad šių sričių temperatūra skiriasi, tačiau iki šiol buvo kur kas sunkiau nustatyti, kaip ji keičiasi per ilgus laikotarpius.

Naujasis duomenų vertinimas suteikė galimybę pažvelgti į planetos atmosferą ne kaip į atskirų audrų rinkinį, o kaip į ilgalaikiais ciklais veikiančią visumą.

Atsakymų teko ieškoti keturis dešimtmečius

Kad pastebėtų šiuos dėsningumus, tyrėjai sujungė milžinišką kiekį informacijos, surinktos nuo 1978 metų.

Duomenys gauti tiek naudojant Žemėje esančius teleskopus, įskaitant observatorijas Havajuose ir Čilėje, tiek iš kosminių aparatų, stebėjusių Jupiterį.

Ypač svarbūs buvo NASA zondo „Voyager“ stebėjimai 1979 metais ir erdvėlaivio „Cassini“ duomenys, surinkti jam praskriejant pro Jupiterį 2000 metų pabaigoje, pakeliui į Saturną.

Per daugiau kaip keturis dešimtmečius sukaupti matavimai apima daugiau nei trejus Jupiterio metus. Toks ilgas laikotarpis leido pastebėti dėsningumus, kurių nebūtų įmanoma užfiksuoti stebint planetą vos kelerius Žemės metus.

Būtent duomenų trukmė čia turi ypatingą reikšmę. Trumpalaikiai temperatūros pokyčiai gali atrodyti atsitiktiniai, tačiau juos palyginus per kelis dešimtmečius ima ryškėti pasikartojantis ritmas.

Ar ateityje bus galima prognozuoti Jupiterio orus?

Mokslininkai tikisi, kad geresnis šių ciklų supratimas ilgainiui leis kurti tikslesnius Jupiterio atmosferos modelius.

Leighas Fletcheris pabrėžia, kad temperatūros svyravimų ir jų pasikartojimo nustatymas yra svarbus žingsnis siekiant suprasti, kaip keičiasi planetos orai. Tačiau norint juos prognozuoti, būtina atskleisti ne tik ryšius tarp skirtingų atmosferos sričių, bet ir juos sukeliančius mechanizmus.

Tyrimas svarbus ir platesne prasme. Jupiteris nėra vienintelė Saulės sistemos planeta, turinti storą, sudėtingą atmosferą. Panašūs procesai gali vykti Saturne, Urane ar Neptūne, nors kiekvienos šių planetų sąlygos labai skiriasi.

Keturiasdešimt metų trukę stebėjimai parodė, kad net tokioje milžiniškoje ir audringoje planetoje kaip Jupiteris atmosferos pokyčiai nėra vien chaotiški. Už audrų ir debesų juostų slypi pasikartojantys dėsningumai, kurių priežasčių mokslininkai dar tik pradeda ieškoti.

Didžiausia Saulės sistemos planeta priminė, kad net turėdami dešimtmečius rinktus duomenis apie kosmosą vis dar žinome gerokai mažiau, nei norėtume.