Webb ziet snelle straalstroom in de stratosfeer van Jupiter
De nieuw gevonden straalstroom (140 m/sec) bevindt zich ± 3° van Jupiter’s evenaar, is ongeveer 4800 kilometer breed en bevindt zich in de lagere stratosfeer van de gasreus.
“Dit is iets wat ons totaal heeft verrast”, zegt Dr. Ricardo, astronoom aan de Universiteit van Baskenland in Spanje.
“Wat we altijd als vage nevels in de atmosfeer van Jupiter hebben gezien verschijnen nu als scherpe kenmerken die we samen met de snelle rotatie van de planeet kunnen volgen.”
In het onderzoek analyseerden Dr. Hueso en collega’s gegevens die in juli 2022 door het NIRCam-instrument van de Webb Space Telescope zijn verzameld.
“Hoewel verschillende telescopen op de grond, ruimtesondes zoals Juno en Cassini en de Hubble Space Telescope de veranderende weerpatronen van het Jupiterstelsel hebben waargenomen, heeft Webb al nieuwe bevindingen gedaan over de ringen, manen en de atmosfeer van Jupiter,” zei professor Imke de Pater, astronoom aan de Universiteit van Californië.
“Hoewel Jupiter in veel opzichten verschilt van de Aarde – Jupiter is een gasreus, de Aarde is een rotsachtige, gematigde wereld – hebben beide planeten een gelaagde atmosfeer.”
“Infrarood, zichtbare, radio- en ultraviolette golflengtes waargenomen door deze andere missies detecteren de lagere, diepere lagen van de atmosfeer van de planeet – waar gigantische stormen en ammoniakijswolken voorkomen.”
“Aan de andere kant is Webbs blik verder in het nabij-infrarood dan voorheen gevoeliger voor de hoger gelegen lagen van de atmosfeer, ongeveer 25 – 50 kilometer boven de wolkentoppen van Jupiter.”
“Bij nabij-infraroodbeelden zien nevels op grote hoogte er doorgaans wazig uit, met een grotere helderheid boven het equatoriale gebied. Met Webb worden fijnere details opgelost binnen de heldere, wazige band.”
De nieuw gevonden straalstroom verplaatst zich met een snelheid van ongeveer 515 kilometer per uur, tweemaal de aanhoudende windkracht van een orkaan van categorie 5 hier op Aarde.
De straalstroom bevindt zich ongeveer 40 kilometer boven de wolken, in de lagere stratosfeer van Jupiter.
Door de winden die Webb op grote hoogte heeft waargenomen te vergelijken met de winden die op diepere lagen vanaf Hubble zijn waargenomen, konden de astronomen meten hoe snel de winden veranderen met de hoogte en windscheringen veroorzaken.
Hoewel de voortreffelijke resolutie en golflengtedekking van Webb de detectie mogelijk maakte van kleine wolkenkenmerken die werden gebruikt om de straalstroom te volgen, waren de complementaire waarnemingen van Hubble een dag na de Webb-waarnemingen ook cruciaal om de basistoestand van de equatoriale atmosfeer van Jupiter te bepalen en de ontwikkeling van convectieve stormen in de atmosfeer van Jupiter die niet verbonden zijn met de straalstroom, waar te nemen.
“We wisten dat de verschillende golflengtes van Webb en Hubble de driedimensionale structuur van stormwolken zou onthullen, maar we konden ook de timing van de gegevens gebruiken om te zien hoe snel stormen zich ontwikkelen”, zegt Dr. Michael Wong, astronoom aan de Universiteit van Californië.
De onderzoekers kijken uit naar aanvullende waarnemingen van Jupiter met Webb om te bepalen of de snelheid en hoogte van de straalstroom in de loop van de tijd veranderen.
“Jupiter heeft een ingewikkeld maar herhaalbaar patroon van winden en temperaturen in zijn equatoriale stratosfeer, hoog boven de winden in de wolken en nevels gemeten op deze golflentes”, zegt Dr. Leigh Fletcher, astronoom aan de Universiteit van Leicester.
“Als de kracht van deze nieuwe straalstroom verband houdt met dit oscillerende stratosferische patroon, kunnen we verwachten dat de straalstroom de komende twee tot vier jaar aanzienlijk zal variëren – het zal heel spannend zijn om deze theorie de komende jaren te testen.”
“Ik vind het verbazingwekkend dat we, na jaren van het volgen van de wolken en winden van Jupiter vanuit talloze observatoria, nog steeds meer te leren hebben over Jupiter, en dat kenmerken zoals deze straalstroom aan het zicht verborgen kunnen blijven totdat deze nieuwe NIRCam-beelden in 2022 werden gemaakt.”
Artikel: R. Hueso et al. An intense narrow equatorial jet in Jupiter’s lower stratosphere observed by JWST. Nat Astron, published online October 19, 2023; doi: 10.1038/s41550-023-02099-2
Eerste publicatie: 20 oktober 2023
Bron: ESA/NASA/sci-news
