Webb ziet ingewikkelde structuren in de ionosfeer van Jupiter
De bovenste atmosfeer van Jupiter bestaat uit een neutrale thermosfeer en een geladen ionosfeer. Astronomen hebben met behulp van de Webb Space Telescope onverwachte kleinschalige intensiteitskenmerken waargenomen, zoals bogen, banden en vlekken in de ionosfeer op lage breedtegraden van Jupiter in het gebied boven de Grote Rode Vlek.
Jupiter is een van de helderste objecten aan de nachtelijke sterrenhemel en kan bij helder weer eenvoudig worden gezien.
Afgezien van het heldere noorder- en zuiderlicht in de poolgebieden van de planeet is de gloed van de bovenste atmosfeer van Jupiter zwak en daarom een uitdaging voor telescopen op de grond om details in dit gebied te onderscheiden.
De bovenste atmosfeer van de gasreus vormt het grensvlak tussen het magnetische veld van de planeet en de onderliggende atmosfeer.
Hier zijn de heldere en levendige beelden van het noorder- en zuiderlicht te zien, die worden gevoed door het vulkanische materiaal dat door de maan Io wordt uitgestoten.
Dichterbij de evenaar wordt de structuur van de bovenste atmosfeer van de planeet echter beïnvloed door binnenkomend zonlicht.
Omdat Jupiter slechts 4% van het zonlicht ontvangt dat op Aarde wordt ontvangen, voorspelden astronomen dat dit gebied homogeen van aard zou kunnen zijn.
Astronoom Henrik Melin van de Universiteit van Leicester en zijn collega’s observeerden in juli 2022 de GRV met behulp van de Integral Field Unit van Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSPec).
Hun Early Release Science-waarnemingen probeerden te onderzoeken of deze regio inderdaad saai was en de regio boven de iconische GRV was het doelwit van de Webb-waarnemingen.
Ze waren verrast toen ze ontdekten dat de bovenste atmosfeer een verscheidenheid aan ingewikkelde structuren herbergt, waaronder donkere bogen en heldere vlekken, over het hele gezichtsveld.
Ze dachten, misschien naïef, dat deze regio heel saai zo zijn. Het is in feite net zo interessant als het noorderlicht, zo niet interessanter. Volgens de onderzoekers houdt Jupiter nooit op hen te verrassen.
Hoewel het licht dat uit dit gebied wordt uitgezonden, wordt aangedreven door zonlicht, suggereert het team dat er een ander mechanisme moet zijn dat de vorm en structuur van de bovenste atmosfeer verandert.
Een manier waarop je deze structuur kunt veranderen is, volgens Dr. Mein, door zwaartekrachtsgolven, vergelijkbaar met golven die op een strand aankomen en rimpelingen in het zand veroorzaken.
Deze golven worden diep in de turbulente lagere atmosfeer gegenereerd, rondom de GRV, en kunnen zich in hoogte verplaatsen waardoor de structuur en emissies van de hogere atmosfeer veranderen.
Deze atmosferische golven kunnen af en toe op Aarde worden waargenomen maar ze zijn veel zwakker dan die door Webb op Jupiter worden waargenomen.
De onderzoekers hopen in de toekomst vervolgwaarnemingen van Webb van deze ingewikkelde golfpatronen uit te voeren om te onderzoeken hoe de patronen zich binnen de bovenste atmosfeer van de planeet verplaatsen en om het begrip van het energiebudget van deze regio te ontwikkelen en hoe de kenmerken in de loop van de tijd veranderen.
De bevindingen zijn in Nature Astronomy gepubliceerd.
Artikel: H. Melin et al. Ionospheric irregularities at Jupiter observed by JWST. Nat Astron, published online June 21, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02305-9
Eerste publicatie: 26 juni 2024
Bron: sci-news
