V vířící atmosféře Jupiterovy atmosféry jsou záplaty bez mráčku tak výjimečné, že ty velké dostávají zvláštní název „hot spots“. Přesně, jak se tyto mýtiny tvoří a proč se nacházejí pouze v blízkosti rovníku planety, jsou už dávno záhadami. Nyní, s využitím obrázků z kosmické lodi Cassini NASA, vědci našli nové důkazy, že horká místa v Jupiterově atmosféře jsou vytvářena Rossbyho vlnou, vzorem viditelným také v zemské atmosféře a oceánech. Tým zjistil, že vlna zodpovědná za horká místa klouže nahoru a dolů vrstvami atmosféry jako kolotoč na kolotoči.
"Je to poprvé, kdy někdo pečlivě sledoval tvar několika horkých míst v průběhu času, což je nejlepší způsob, jak ocenit dynamickou povahu těchto funkcí," uvedl hlavní autor studie David Choi, postdoktorand NASA Práce v Goddardově vesmírném letovém středisku NASA v Greenbeltu, MD. Tento dokument je publikován online v dubnovém čísle časopisu Icarus.
Choi a jeho kolegové natočili časosběrné filmy ze stovek pozorování pořízených Cassinim během jejího letu v Jupiteru na konci roku 2000, kdy kosmická loď přistoupila k planetě nejblíže. Filmy se přiblíží na řadě horkých míst mezi jedním z tmavých pásů Jupiteru a jasně bílými zónami, zhruba 7 stupňů severně od rovníku. Studie pokrývá asi dva měsíce (v době Země) a zkoumá denní a týdenní změny velikosti a tvaru horkých míst, z nichž každá v průměru pokrývá více území než Severní Amerika.
Hodně z toho, co vědci vědí o horkých místech, pocházelo z mise Galileo, která vypustila atmosférickou sondu, která v roce 1995 sestoupila na horké místo. Toto bylo první a dosud pouze in-situ průzkum Jupiterovy atmosféry.
"Galileo sondy a hrst orbiterových obrazů naznačovaly složité větry vířící kolem a skrz tato horká místa a vyvolaly otázky o tom, zda se v zásadě jednalo o vlny, cyklóny nebo něco mezi tím," řekl Ashwin Vasavada, spoluautor papíru, který sídlí v Jet Propulsion Laboratory NASA v Pasadeně v Kalifornii a který byl členem zobrazovacího týmu Cassini během letu Jupiterem. "Fantastické filmy Cassini nyní ukazují celý životní cyklus a vývoj horkých míst ve velmi podrobných detailech."
Protože horká místa jsou v oblacích zlomová, poskytují okna do normálně neviditelné vrstvy atmosféry Jupitera, pravděpodobně až na úroveň, kde se mohou tvořit vodní mraky. Na obrázcích se horké skvrny zdají stinné, ale protože jsou hlubší vrstvy teplejší, jsou horké skvrny velmi jasné na infračervených vlnových délkách, kde je snímáno teplo; ve skutečnosti takhle dostali své jméno.
Jednou hypotézou je, že horké skvrny se vyskytují, když se velké proudy vzduchu v atmosféře ponořují a během procesu se zahřívají nebo vysychají. Překvapivá pravidelnost horkých míst však vedla některé vědce k podezření, že se jedná o atmosférickou vlnu. Typicky se osm až 10 horkých míst seřazuje, zhruba rovnoměrně rozložených, mezi nimiž jsou husté bílé oblaky mraku. Tento vzor lze vysvětlit vlnou, která tlačí studený vzduch dolů, rozbíjí všechny mraky a poté nese teplý vzduch nahoru, což způsobuje silný oblak pokrytý oblaky. Počítačové modelování posílilo tuto linii uvažování.
Z filmů Cassini vědci zmapovali větry uvnitř a kolem každého horkého místa a oblaku a zkoumali interakce s víry, které procházejí, kromě větrných gyrů nebo spirálovitých vírů, které se spojují s horkými místy. Vědci také sledovali pohyby malých „skútrových“ mraků, podobných cirkusovým mrakům na Zemi, aby oddělily tyto pohyby od proudového proudu, ve kterém se nacházejí horká místa. To poskytovalo to, co může být prvním přímým měřením skutečné rychlosti větru proudu proudu, který byl taktován rychlostí přibližně 500 až 720 km / h (500 až 720 km / h) - mnohem rychlejší, než si kdokoli dříve myslel. Horká místa se pohybují klidnějším tempem asi 362 kilometrů za hodinu.
Tím, že škádlí tyto jednotlivé pohyby, vědci viděli, že pohyby horkých míst odpovídají vzoru Rossbyho vlny v atmosféře. Na Zemi hrají Rossby hlavní roli v počasí. Například, když výbuch mrazivého arktického vzduchu náhle poklesne a zamrzne na úrodě Floridy, Rossby vlna interaguje s polárním proudem proudu a vysílá jej obvyklým směrem. Vlna putuje kolem naší planety, ale periodicky putuje severem a jihem.
Vlna zodpovědná za horká místa také obíhá planetu na západ na východ, ale místo toho, aby putovala severem a jihem, klouzala nahoru a dolů v atmosféře. Vědci odhadují, že tato vlna může stoupat a klesat v nadmořské výšce 24 až 50 kilometrů.
Nová zjištění by měla vědcům pomoci pochopit, jak dobře se pozorování vrácená sondou Galileo rozšiřují na zbytek Jupiterovy atmosféry. "A to je další krok k zodpovězení více otázek, které stále obklopují horká místa na Jupiteru," řekl Choi.
