В завихрения балдахин на атмосферата на Юпитер, безоблачните петна са толкова изключителни, че големите получават специалното име „горещи точки“. Как точно се образуват тези прочиствания и защо те са намерени само в близост до екватора на планетата, отдавна са загадки. Сега, използвайки изображения от космическия кораб "Касини" на НАСА, учените откриха нови доказателства, че горещите точки в атмосферата на Юпитер са създадени от вълна на Росби, модел, наблюдаван също в атмосферата и океаните на Земята. Екипът откри, че вълната, отговорна за горещите точки, се плъзга нагоре и надолу през слоеве на атмосферата като въртележен кон на весело движение.
„Това е първият път, когато някой отблизо проследява формата на множество горещи точки за определен период от време, което е най-добрият начин да се оцени динамичният характер на тези характеристики“, казва водещият автор на изследването Дейвид Чой, научен сътрудник на НАСА работещ в Центъра за космически полети на Годард в НАСА в Грийнбелт, Md. Документът е публикуван онлайн в априлския брой на списание Icarus.
Чой и неговите колеги направиха филми с продължително изтичане от стотици наблюдения, направени от Касини по време на летенето му с Юпитер в края на 2000 г., когато космическият кораб направи най-близкия си подход към планетата. Филмите увеличават мащаба на горещи точки между един от тъмните пояси на Юпитер и ярко белите зони, приблизително на 7 градуса северно от екватора. Обхващайки около два месеца (по земно време), проучването разглежда дневните и седмичните промени в размерите и формите на горещите точки, всяка от които обхваща средно повече площ от Северна Америка.
Голяма част от това, което учените знаят за горещите точки, идва от мисията на НАСА Галилео, която пусна атмосферна сонда, която се спусна в гореща точка през 1995 г. Това беше първото и засега само проучване на място на атмосферата на Юпитер.
„Данните от сондата на Галилео и шепа изображения на орбитата намекнаха за сложните ветрове, които се въртят около и през тези горещи точки, и повдигнаха въпроса дали в основата им са вълни, циклони или нещо между тях“, казва Ашвин Васавада, съавтор на хартия е базиран в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Пасадена, Калифорния и който е бил член на екипа за образна диагностика на Касини по време на летенето на Юпитер. „Фантастичните филми на Касини сега показват целия жизнен цикъл и еволюцията на горещи точки с много подробности.“
Тъй като горещите точки са пробиви в облаците, те осигуряват прозорци в нормално невиждан слой от атмосферата на Юпитер, вероятно до нивото, където могат да се образуват водни облаци. На снимките горещите точки изглеждат сенчести, но тъй като по-дълбоките слоеве са по-топли, горещите точки са много ярки при дължините на инфрачервената вълна, където се усеща топлина; всъщност, така са получили името си.
Една от хипотезите е, че горещи точки възникват, когато големи потоци от въздух потъват в атмосферата и се нагряват или изсушават в процеса. Но изненадващата редовност на горещите точки накара някои изследователи да подозират, че има атмосферна вълна. Обикновено осем до 10 горещи точки се подреждат, приблизително равномерно разположени, с плътни бели облаци между тях. Този модел би могъл да се обясни с вълна, която изтласква студен въздух надолу, разчупвайки всякакви облаци и след това носи топъл въздух нагоре, причинявайки тежкия облачен покрив, който се вижда в канавите. Компютърното моделиране засили тази линия на разсъждения.
От филмите за Касини изследователите картографираха ветровете във и около всяка гореща точка и шлейф и изследваха взаимодействия с вихри, които минават покрай вятъра или спирални вихри, които се сливат с горещите точки. За да отделят тези движения от струйния поток, в който пребивават горещите точки, учените също проследяват движенията на малки „скутери“ облаци, подобни на кръстосани облаци на Земята. Това осигури това, което може да бъде първото пряко измерване на истинската скорост на вятъра на струйния поток, който беше тактован с около 300 до 450 мили / час (500 до 720 километра в час) - много по-бързо, отколкото някой преди е смятал. Горещите точки се променят с по-спокойното темпо от около 225 мили / ч (362 километра в час).
Изразявайки тези отделни движения, изследователите видяха, че движенията на горещите точки съответстват на модела на вълната на Росби в атмосферата. На Земята вълните на Росби играят основна роля във времето. Например, когато взрив от фригиден арктически въздух внезапно затихва и замръзва посевите на Флорида, вълна Росби взаимодейства с полярния струен поток и го изпраща извън типичния си курс. Вълната обикаля нашата планета, но периодично се лута на север и на юг, докато върви.
Вълната, отговорна за горещите точки, също обикаля планетата на запад на изток, но вместо да се скита на север и юг, тя се плъзга нагоре и надолу в атмосферата. Според изследователите тази вълна може да се издигне и да падне на 15 до 30 мили в надморска височина.
Новите открития трябва да помогнат на изследователите да разберат доколко наблюденията, върнати от сондата Галилео, се простират до останалата атмосфера на Юпитер. „И това е още една стъпка в отговора на повече от въпросите, които все още заобикалят горещи точки на Юпитер“, каза Чой.
