Sciencemag.cz
Doporučujeme
Společná práce amatérských a profesionálních astronomů pomohla odhalit dlouholetý (pravděpodobný) omyl týkající se složení Jupiterových mraků. Namísto toho, aby byly tvořeny čpavkovým ledem – což byl tradiční názor – se nyní ukazuje, že jsou pravděpodobně složeny z hydrogensulfidu amonného smíchaného se smogem.
Nové výsledky jsou zásluhou „občanské vědy“. K objevu dal podnět amatérský astronom Steven Hill z Colorada. Nedávno prokázal, že množství amoniaku a tlak v oblacích v atmosféře Jupiteru lze zmapovat pomocí komerčně dostupných dalekohledů a několika speciálních barevných filtrů.
Tyto první výsledky ukázaly, že množství amoniaku v Jupiterově atmosféře mohou zmapovat i amatérští astronomové. Také z nich vyplynulo, že oblaka se nacházejí příliš hluboko v teplé atmosféře Jupiteru, než aby bylo možné předpokládat, že jsou tvořena amoniakovým ledem.
V nové studii nyní Patrick Irwin Oxfordské univerzity aplikoval analytickou metodu Stevena Hilla na pozorování Jupiteru provedená pomocí přístroje MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) na dalekohledu VLT (Very Large Telescope) Evropské jižní observatoře v Chile. Přístroj MUSE využívá spektroskopii, kdy Jupiterovy plyny vytvářejí ve viditelném světle na různých vlnových délkách zřetelné signatury, k mapování amoniaku a výšky mraků v atmosféře plynného obra.
Simulací interakce světla s plyny a mraky v počítačovém modelu P. Irwin a jeho tým zjistili, že primární mraky Jupiteru – ty, které můžeme vidět při pohledu dalekohledem na zahradě – musí být mnohem hlouběji, než se dosud předpokládalo, v oblasti s vyšším tlakem a vyšší teplotou. Ve skutečnosti jsou příliš teplé na to, aby zde mohl kondenzovat čpavek. Místo toho musí být tato oblaka tvořena něčím jiným: hydrogensulfidem amonným.
Proč ale amoniak nekondenzuje a nevytváří hustý oblak v jiné části atmosféry? Fotochemie (chemické reakce vyvolané slunečním světlem) je v atmosféře Jupiteru velmi aktivní a Irwin a jeho kolegové předpokládají, že v oblastech, kde se vlhký plyn bohatý na amoniak zvedá vzhůru, je amoniak ničen a/nebo se mísí s fotochemickými produkty rychleji, než se může vytvořit amoniakový led. Hlavní patro mraků tak může být ve skutečnosti tvořeno hydrosulfidem amonným smíchaným s fotochemickými smogovými produkty, které vytvářejí červené a hnědé barvy viditelné na snímcích Jupiteru.
V malých oblastech, kde je konvekce obzvláště silná, mohou být vzestupné proudy dostatečně rychlé na to, aby se v nich tvořil čerstvý amoniakový led. Právě takové oblasti byly příležitostně pozorovány sondami, (Galileo a Juno), kdy bylo zachyceno několik malých vysokých bílých mraků, které vrhaly své stíny dolů na hlavní oblačné patro pod sebou.
Patrick G. J. Irwin et al, Clouds and Ammonia in the Atmospheres of Jupiter and Saturn Determined From a Band‐Depth Analysis of VLT/MUSE Observations, Journal of Geophysical Research: Planets (2025). DOI: 10.1029/2024JE008622
Zdroj: University of Oxford / Phys.org přeloženo / zkráceno
