NOVA DATA Z POUZDRA GALILEA - NOVE PREDSTAVY O JUPITERU A JEHO ATMOSFERE



Douglas Isbell, Headquarters, Washington, DC May 21, 1996
David Morse, Ames Research Center, Mountain View, CA


Mereni, ktere prisla z atmosferickeho pouzdra sondy Galileo, ktere zkoumalo oblacne formace planety Jupiter davaji zcela nove svedectvi o procesech proudeni v atmosfere obri planety a podnecuji vedce k navrzeni zcela novych teorii o jeho vzniku.

Nove predstavy dal uspesny sestup atmosferickeho pouzdra do Jupiterovych oblacnych vrstev, ktery se uskutecnil 6. prosince 1995. Pouzdro udelalo prvni kvantitativni mereni jovianske atmosfery pod vnejsi oblacnou pokryvkou a dostalo se do oblasti, ve kterych se jiz neuplatnuje vyhrivani od Slunce. To znamena, ze se se pouzdro dostalo jiz do oblasti, o ktere se vedci domnivaji, ze je dobre promichanou, relativne jednotnou vnitrni atmosferou planety.

Nekolik clenu vedeckeho tymu na setkani Americke Gofyzikalni Unie v Baltimore oznamilo nove poznatky. "Vysledky z vedeckych pristroju pouzdra davaji podnet k celosvetove diskuzi o teoriich formace planety a o vnitrnim mechanismu v obrovske Jovianske atmosfere," rika Dr. Richard Young, Galileo probe scientist z NASA Ames Research Center, Mountain View, CA.

Pred misi existovala hlavni teorie jovianskeho pocasi, ktera predpokladala ze podobne jako u Zeme vetsina procesu probiha v tenke oblacne, Sluncem vyhrivane oblasti - tzv. "slupce jablka". V pozemske 160 km hluboke atmosfere vnikaji vetry primarne jako vysledek rozdilneho ohrevu od Slunce u polu a u rovniku a teplo se uvolnuje vlivem kondenzace vody.

Podle vedcu tymu Galileo data ze sondy silne naznacuji, ze proudeni v jupiterovych hornich mracich a jeho nitru (coz je rozdil 16000 km) jsou casti jednoho z nepretrzitych procesu. Dr. David Atkinson z University of Idaho pokracuje ve hlaseni neustalych Jovianskych rychlostech vetru pres 640 km/s. Sonda nezjistila nizsi rychlost vetru dokonce ani v nejvetsich hloubkach kam se dostala (priblizne 160 km pod oblacnou hladinu Jupitera).

Vedci tymu Galileo se na tyto vysledky divaji jako na potvrzeni, ze hlavni pohonnou silou Jupiterovych vetru je vnitrni ohrev z nitra planety. Exitence silnych jovianskych vetru a to, ze s hloubkou neutichaji, je velmi vyznamne, rika Dr. Andrew Ingersoll z California Institute of Technology, Pasadena, CA.

"Muze to byt dukaz toho, ze Jupiter ma v horke a huste atmosfere proudeni o vysokych rychlostech az tisice kilometru hluboko," rika Ingersoll. Vedci se domnivaji, ze takove vnitrni proudy jsou zdrojem systemu jupiterovych pasu na vrchni casti mracen.

Nejobtiznejsi hadankou na vysvetleni pro vedce stale zustava extremni nedostatek vody, ktera byla v atmosfere planety detekovana. Podle teorii planetarni formace, dat z drivejsich misi Voyageru a pozorovani dopadu fragmentu komety Shoemaker-Levy 9 do Jupitera vedci odhaduji, ze by obsah vody v planete mel byt takovy jako na Slunci nebo o neco vyssi. Presto, vedci oznamili, ze Jupiter je extremne suchy - obsah vody (zalozeno na obsahu kysliku) je petina az desetina vuci Slunci.

Toto zjisteni je nyni velmi dobre potvrzeno analyzou dat z peti pristroju atmosferickeho pouzdra. Dusledkem suche atmosfery je napriklad nedostatek vody v jupiterovych mracnech a nizka relativni frekvence blesku. Zustala zde voda od puvodniho formovani ve stejnem mnozstvi jako v prapuvodni mlhovine plynu a prachu, ze ktere vzniklo Slunce a ostatni planety? K vysvetleni bylo navrzeno nekolik teorii.

Podle jedne z teorii je celkovy obsah vody v Jupiteru vyssi nez na Slunci a nejvetsi mnozstvi vody je "uvezneno" v nitru planety. Podle tohoto nazoru byl Jupiter puvodne pevnym telesem, hornato/ledovou protoplanetou, jejiz hmota byla 8-10 krat vetsi nez Zeme. Tvorily jej "slepena" zrnka ledu a prachu z puvodniho protomracna. Tento proces mohl zmrzlou vodu koncentrovat do pevneho telesa a uveznit ji v jadre. Okolni oblasti se pak staly suchymi.

Protoplanetarni Jupiter jako pevne teleso se zvetsoval, gravitacne pritahoval jiz vysuseny okolni plyn, ktery promychal s existujici atmosferou. Tato atmosfera mohla obsahovat uhlik a dalsi plyny, ktere puvodne byly uvezneny v jadre, ale behem ohrevu jadra unikly plyny jako metan, amoniak a hydrogen sulfid. Timto procesem muze vzniknout smes podobna te, jakou zjistila sonda Galileo. To take vysvetluje zvyseny obsah uhliku, siry a dusiku, ktere byly na planete Jupiter detekovany ve vyznamne vyssim mnozstvi nez na Slunci.

Alternativni teorie naznacuje, ze sonda vstoupila do takoveho mista v atmosfere Jupitera, ktere muzeme srovnat s poustni oblasti na Zemi. Tato teorie je podporovana pozorovanimi z pozemskych dalekohledu a jinych kosmickych sond, ktere pozorovaly velmi suche oblasti prave v oblasti severniho rovnikoveho pasu, ktere bylo mistem vstupu sondy. Tato teorie predpoklada, ze podobne jako u Zeme je i Jupiterova atmosfera na rovniku ohrivana Sluncem, coz zapricinuje, ze vzduch stoupa vzhuru dokud nevzniknou mraky a voda je ztracena. Suchy vzduch potom muze proudit k severu a jihu a v oblastech "pousti" sestupuje. Jestlize existuje dostatecne velke sestupne proudeni, muze to byt vysvetleni suchych oblasti detekovanych sondou.

I kdyz nekolik vedcu naslo v teto teorii "obrovskych sestupnych proudu" chybu, je nepochybne, ze takove obrovske sestupne proudy a pokracujici vysychani muze ve velkych hloubkach existovat. Zatimco takove sestupne proudeni pozorovane sucho muze vysvetlit jeho pretrvavani az do 20 nasobku pozemskeho tlaku je vysvetlit velmi tezke.

"Toto vysvetleni je obtizne, vzhledem k tomu, ze Jupiter emituje vice tepla ze sveho nitra nez prijme od Slunce," rika. "Tento tok z nitra muze branit mohutnemu spodnimu proudeni sucheho vzduchu. Na teto hladine tlaku se muze smesovat vodni para, ktera vzniku velmi suchych oblasti, takovych, jake detekovala sonda, zabranuje."

Podle Dr. Owena existuje jeste dalsi moznost, takova, ze "vnitrni teplo z planety pronika na povrch pouze v urcitych oblastech, ve kterych vzestupne proudy sebou strhavaji material z nitra planety, podobne jako na Zemi unika zhavy material v sopkach.

Teorie suchych oblasti byla rozpracovana Youngem a dalsimi autory. "Rozdeleni jovianske vody muze byt v ramci oblasti s ruznymi sirkami znacne kolisat. Maximum vody bude zrejme koncentrovano na vysokych sirkach, kde byla detekovana vetsina bourkove aktivity," rika. Vetsina tepla z Jupiterova nitra je take emitovana na vysokych sirkach. Bohuzel v teto chvili nemuzeme vsechny tyto mechanismy pouzit pro vysvetleni, jak hlavni casti jovianske vody mohou byt koncentrovany jenom na techto vysokych sirkach."

Pouzdro Galileo uspesne vykonalo nejobtiznejsi sestup do planetarni atmosfery v historii. Po celych 61 minut vysilalo jedinecna vedecka data do Galilea-orbiteru, ktery letel 160000 km nad nim a ten je dale vysilal k Zemi. Pouzdro sestoupilo 640 km do atmosfery Jupitera a ziskavalo mereni za takoveho tlaku, ktery odpovida dvacetinasobku tlaku pozemskemu. Galileo-orbiter od te doby zacal dvouletou misi pozorovani Jupitera a jeho mesicu.