Jupitera atmosfēras virpuļojošajā baldahīnā bez mākoņiem izveidoti plankumi ir tik izņēmuma kārtā, ka lielie iegūst īpašo nosaukumu “karstie punkti”. Tas, kā šie izcirtumi veidojas un kāpēc tie tiek atrasti tikai planētas ekvatora tuvumā, jau sen ir noslēpumi. Tagad, izmantojot NASA kosmosa kuģa Cassini attēlus, zinātnieki ir atraduši jaunus pierādījumus tam, ka karstās vietas Jupitera atmosfērā rada Rossbija vilnis - modelis, kas redzams arī Zemes atmosfērā un okeānos. Komanda konstatēja, ka par karstajiem punktiem atbildīgais vilnis slīd augšup un lejup pa atmosfēras slāņiem kā karuselis zirgs uz apkārtnes.
"Šī ir pirmā reize, kad kāds laika posmā ir cieši izsekojis vairāku karsto punktu formu, kas ir labākais veids, kā novērtēt šo īpašību dinamisko raksturu," sacīja pētījuma galvenais autors Deivids Čo, NASA pēcdoktorantūras līdzstrādnieks. strādā NASA Goddard kosmisko lidojumu centrā Grīnbeltā, Md., darbs tiek publicēts tiešsaistē žurnāla Icarus aprīļa numurā.
Choi un viņa kolēģi veidoja laika intervāla filmas no simtiem novērojumu, ko Cassini veica Jupitera lidojuma laikā 2000. gada beigās, kad kosmosa kuģis vistuvāk pietuvojās planētai. Filmas tuvina karsto punktu līniju starp vienu no Jupitera tumšajām jostām un spilgti baltajām zonām, aptuveni 7 grādus uz ziemeļiem no ekvatora. Aplūkojot apmēram divus mēnešus (Zemes laikā), pētījumā tiek pārbaudītas karsto punktu lieluma un formas izmaiņas dienā un nedēļā un katra no tām aptver vidēji vairāk teritorijas nekā Ziemeļamerika.
Liela daļa zinātnieku zināmo par karstajiem punktiem nāca no NASA misijas Galileo, kas izlaida atmosfēras zondi, kas 1995. gadā nolaidās karstā vietā. Šis bija pirmais un līdz šim vienīgais Jupitera atmosfēras in-situ izmeklējums.
“Galileo zondes dati un neliela daļa orbīta attēlu bija mājieni uz sarežģītajiem vējiem, kas virpuļoja ap šiem karstajiem punktiem un cauri tiem, un izvirzīja jautājumus par to, vai tie būtībā bija viļņi, cikloni vai kaut kas pa vidu,” sacīja papīra līdzautors Ešvins Vasavada. atrodas NASA reaktīvo dzinēju laboratorijā Pasadenā, Kalifornijā, un kurš Jupitera lidojuma laikā bija Cassini attēlveidošanas komandas loceklis. “Kaseini fantastiskās filmas tagad ļoti detalizēti parāda visu dzīves ciklu un karsto punktu attīstību.”
Tā kā karstajos punktos mākoņos ir pārtraukumi, tie nodrošina logus parasti neredzētā Jupitera atmosfēras slānī, iespējams, līdz pat līmenim, kur var veidoties ūdens mākoņi. Attēlos karstie punkti parādās ēnas, bet, tā kā dziļākie slāņi ir siltāki, karstie punkti ir ļoti spilgti infrasarkanā viļņa garumā, kur tiek uztverts karstums; patiesībā tas ir tas, kā viņi ieguva savu vārdu.
Viena hipotēze ir tāda, ka karstie punkti rodas, kad atmosfērā nogrimst lieli gaisa caurvēji un procesa laikā tiek sasildīti vai izžuvuši. Bet pārsteidzošā karsto punktu regularitāte dažiem pētniekiem lika aizdomāties, ka tur ir iesaistīts atmosfēras vilnis. Parasti no astoņiem līdz 10 karstajiem punktiem izkārtojas aptuveni ar vienmērīgu izvietojumu un starp tiem ir blīvi balti mākoņu slāņi. Šo modeli varētu izskaidrot ar vilni, kas nospiež aukstu gaisu, sašķeļot mākoņus un pēc tam pārvadājot siltu gaisu, izraisot smago mākoņu pārklājumu, kas redzams plūdos. Datormodelēšana ir nostiprinājusi šo argumentācijas līniju.
No Cassini filmām pētnieki kartēja vējus katrā karstajā vietā un ap to un izpētīja mijiedarbību ar virpuļiem, kas iet garām, papildus vēja stiprinājumiem vai spirālveida virpuļiem, kas saplūst ar karstajiem punktiem. Lai atdalītu šīs kustības no reaktīvās strāvas, kurā atrodas karstie punkti, zinātnieki izsekoja arī mazu “motorollera” mākoņu kustības, līdzīgi kā cirkšņainie mākoņi uz Zemes. Tas nodrošināja, kas varētu būt pirmais tiešais reaktīvā vēja ātruma mērījums strūklas straumē, kas tika sasniegts ar ātrumu 300 līdz 450 jūdzes stundā (500 līdz 720 kilometri stundā) - daudz ātrāk, nekā kāds agrāk domāja. Karstie punkti tiek pavadīti nesteidzīgākā tempā - aptuveni 225 jūdzes stundā (362 kilometri stundā).
Atslāņojot šīs atsevišķās kustības, pētnieki redzēja, ka karsto punktu kustības atbilst Rossby viļņa modelim atmosfērā. Uz Zemes Rossby viļņiem ir liela loma laika apstākļos. Piemēram, kad pēkšņa arktiska gaisa sprādziens pēkšņi nokrīt un sasalst Floridas ražas, Rosbija vilnis mijiedarbojas ar polāro strūklas straumi un novirza to no sava tipiskā kursa. Vilnis pārvietojas ap mūsu planētu, bet periodiski klīst ziemeļu un dienvidu virzienā.
Par karstajiem punktiem atbildīgais vilnis arī riņķo planētu no rietumiem uz austrumiem, bet tā vietā, lai klejotu uz ziemeļiem un dienvidiem, tas atmosfērā slīd augšup un lejup. Pētnieki lēš, ka šis vilnis var pacelties un nokrist 15 līdz 30 jūdzes (24 līdz 50 kilometrus) augstumā.
Jaunajiem atklājumiem vajadzētu palīdzēt pētniekiem saprast, cik labi novērojumi, ko atgriezusi zonde Galileo, attiecas uz pārējo Jupitera atmosfēru. "Un tas ir vēl viens solis, atbildot uz vairākiem jautājumiem, kas joprojām apņem karstos punktus Jupiterā," sacīja Choi.
