Pioneer 10 -luotaimen pikaisesta Jupiter-ohilennosta 45 vuotta sitten on tultu pitkälle. Heinäkuusta 2016 lähtien jättiläisplaneettaa on kiertänyt Juno-luotain, joka sukeltaa lähimmillään 3 500 kilometrin etäisyydelle Jupiterin pilviverhosta. Planeetasta saadaan aivan uutta tietoa.
Jupiterin kaasukehä on tiedetty tuuliseksi paikaksi jo entuudestaan, mutta uusien mittausten perusteella tuiverrukset ulottuvat hyvin syvälle ja myrskyt kestävät paljon pidempään kuin maapallolla.
Scott Boltonin, Juno-luotaimen päätutkijan, mukaan kaikki tämä on vasta alkua. "Junolla on takanaan tutkimustensa päävaiheen ensimmäinen kolmannes ja nyt jo näemme merkkejä uudenlaisesta Jupiterista."
Junon mittausten mukaan Jupiterin gravitaatiokenttä on pohjois–eteläsuunnassa epäsymmetrinen samaan tapaan kuin pilvivöiden ja -vyöhykkeiden järjestelmä. Niiden synty on seurausta itä–länsisuuntaisista suihkuvirtauksista, jotka ulottuvat syvälle kaasukehään.
Mitä syvemmältä ne kumpuavat, sitä enemmän niiden kuljettamana liikkuu kaasua. Kun kyse on jättiläisplaneetasta, virtausten mittakaava näkyy jopa gravitaatiokentän voimakkuudessa. Tutkimalla siinä esiintyvää epäsymmetrisyyttä saadaan tietoa syvyydestä, jolle suihkuvirtaukset pystysuunnassa ulottuvat.
Jupiterin pilvivöiden ja -vyöhykkeiden olemassaolo on tiedetty jo vuosisatojen ajan, mutta niiden tuntemus on ollut hyvin ylimalkaista. Käytännössä niiden olemuksesta on voitu tehdä päätelmiä ainoastaan kaasukehän yläosien pilvimuodostelmista.
"Junon gravitaatiomittausten ansiosta tiedämme nyt, kuinka syvälle suihkuvirtaukset ulottuvat ja millainen niiden rakenne on näkyvän pilviverhon alapuolella. Aivan kuin olisimme siirtyneet 2D-kuvista huipputarkkaan 3D:hen", havainnollistaa syvemmän kaasukehän sääilmiöitä koskevaa tutkimusta johtanut Yohai Kaspi.
Saadut tulokset olivat yllätys, mikä ei tarkkuuden parantuessa ja näkökulman vaihtuessa – Juno kiertää Jupiteria napojen kautta kulkevalla radalla – ole ollenkaan yllättävää. Jättiläisplaneetan kaasukehän kerros, jossa pinnalle asti ulottuvat sääilmiöt esiintyvät, on paljon massiivisempi kuin aiemmin arveltiin. Sillä on paksuutta peräti 3 000 kilometriä.
Kerrokseen sisältyvä massa on "vain" prosentti Jupiterin koko massasta, mutta se tarkoittaa kolminkertaista määrää Maan massaan verrattuna. Määrä on suhteellisestikin suuri, sillä Maan ilmakehä muodostaa ainoastaan miljoonasosan koko planeettamme massasta.
Jupiterin massasta sadasosa kiertää planeetan sisäosia itä–länsisuuntaisissa virtauksissa. Niiden alapuolella Jupiter pyörii kuin kiinteä kappale, vaikka kiinteää ainetta on vasta paljon syvemmällä. Tällä hetkellä tutkijoita askarruttaa monen muun seikan ohella se, millaisia ilmiöitä esiintyy kiinteän kappaleen tavoin pyörivien sisäosien ja alati myrskyävien kaasukehän ulompien kerrosten rajapinnalla.
Junon infrapuna-alueella toimivalla JIRAM-revontulikameralla (Jovian Infrared Auroral Mapper) pystytään tarkastelemaan sääilmiöitä sekä päivä- että yöpuolella 50–70 kilometriä pilviverhon yläosien alapuolella. Ja mikä tärkeintä, se onnistuu myös napa-alueilla, joiden sääolot ovat aiemmin olleet hämärän peitossa.
Pohjoisnavan ympäristössä on tiuhassa pyörremyrskyjä, joilla on läpimittaa lähes 5 000 kilometriä, ja eteläisillä napaseuduilla niillä on kokoa vielä enemmän. Niissä esiintyy 350 kilometrin tuntinopeudella puhaltavia tuulia, jotka eivät tunnu lainkaan laantuvan.
Pohjoisnavan kohdalla on suuri sykloni, jolla on ympärillään kahdeksan hieman pienempää myrskyä. Eteläistä vastinetta ympäröi viisi pyörrettä. Myrskyjä on niin tiuhassa, että ne ovat käytännössä kiinni toisissaan. Siitä huolimatta ne pysyttelevät erillään – tai ovat pysytelleet ainakin niiden seitsemän kuukauden ajan, mikä niitä on pystytty tarkkailemaan.
"Kysymys kuuluukin, miksi ne eivät sulaudu yhteen", aprikoi tutkimukseen osallistunut Alberto Adriani. "Tiedämme Cassini-luotaimen havaintojen perusteella, että Saturnuksella on kummallakin navallaan ainoastaan yksi sykloni. Meille alkaa hiljalleen hahmottua, että kaikki kaasujättiläiset eivät todellakaan ole samanlaisia."
Jupiterin kaasukehän tutkimuksesta kerrottiin NASAn uutissivuilla ja Nature-tiedelehdessä (maksullinen), jonka tuoreimmassa numerossa on kaikkiaan neljä Juno-luotaimen tuloksia esittelevää artikkelia.
Kuvat: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Samasta aiheesta
