Létající observatoř SOFIA studovala planetu Jupiter
Autor: Left: NASA/ESA; Right: NASA/SOFIA/de Pater et al., 2021
Na obrázku vlevo je fotografie planety Jupiter pořízená ve viditelném světle Hubbleovým vesmírným teleskopem HST, vpravo snímek pořízený létající observatoří SOFIA popisující změny teploty Jupitera v různých planetárních šířkách. Oba snímky zachycují planetu Jupiter přibližně ve stejné orientaci.
Planetologové využili létající stratosférickou observatoř SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), společný projekt NASA a německé agentury DLR, k výzkumu proudění v atmosféře planety Jupiter – vůbec poprvé v průběhu panující zimy na severní polokouli – a to během letů v srpnu 2018 a v červenci 2019. Zaměřili se na pozorování vodíku.
Molekuly vodíku (H2) mohou být uspořádány dvěma rozdílnými způsoby, známými jako parahydrogen (protony mají rozdílný spin) a orthohydrogen (protony mají stejný spin). Orthohydrogen má vyšší energii. Odlišné orientace mají rozdílné energie rozhodující pro poměr paravodíku a orthovodíku, což může astronomům něco říci o celkové teplotě.
Astronomové pozorovali koncentrace paravodíku a orthovodíku v různých šířkách těsně nad hlavní oblačnou pokrývkou planety Jupiter. Zjistili, že v oblasti v okolí rovníku teplý plyn stoupá vzhůru do atmosféry Jupitera. V oblasti severního a jižního pólu se však vyskytuje opačný průběh: studený plyn z vyšších a chladnějších vrstev atmosféry se pohybuje směrem dolů.
„Vyplývá to z všeobecné cirkulace: vzestupné proudění nad rovníkem a klesající proudění v blízkosti pólů,“ popisuje pozorování Imke de Pater, hlavní autorka článku v časopise Planetary Science Journal.
Atmosféra planety Jupiter byla pozorována prostřednictvím vodíku již dříve – pomocí létající observatoře SOFIA v roce 2014 a sondami Voyager 1 a 2 v roce 1979 – avšak pouze v období léta na severní polokouli. Současná pozorování byla vůbec poprvé uskutečněna v období zimy na severní polokouli Jupitera, zhruba polovinu místního roku po pozorování v roce 2014 observatoří SOFIA. Toto srovnání ilustruje, jak se mění oblasti kolem Jupiterových pólů se změnou ročních období. Ukazuje se, že jeho vzdálené severní polární oblasti zůstávají chladnější než jižní pól, bez ohledu na roční období.
O severní a jižní polokouli planety Jupiter je známo, že mají asymetrické rozložení aerosolů, takže tato teplotní nerovnováha mezi oběma póly je pravděpodobně způsobena vlivem této asymetrie.
Při sledování planety Jupiter Imke de Pater a její spolupracovníci rovněž spatřili čtyři další objekty, které se dostaly do zorného pole dalekohledu SOFIA, a shromáždili o nich dostupná data: jednalo se o čtyři největší Jupiterovy měsíce Io, Europu, Ganymed a Callisto – známé pod všeobecným názvem Galileovské měsíce (poprvé je zakreslil Galileo Galilei 7. 1. 1610).
„Byli jsme překvapeni, že jsme opravdu zachytili všechny čtyři měsíce a mohli určit jejich teploty,“ říká Imke de Pater.
Autor: NASA/Jim Ross
Všechny tyto měsíce mají unikátní vlastnosti – počínaje vodním ledem na Europě, hojným výskytem kráterů na prastarém měsíci Callisto, k extrémní vulkanické aktivitě na Io – což dělá jejich povrchovou vrstvu mimořádně zajímavou pro budoucí výzkum.
Jupiter a jeho měsíce jsou příliš jasné pro pozorování prostřednictvím dlouhých vlnových délek pomocí vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST), kdy by mohly saturovat přístroje. Nemohou být měřeny ani ze zemského povrchu v důsledku toho, že atmosféra blokuje velké množství středního infračerveného záření. Unikátní přístup observatoře SOFIA k těmto vlnovým délkám tepelného záření proto umožňuje tato měření a poskytuje rozhodující informace o planetě Jupiter a jejích velkých satelitech.
SOFIA je společný projekt NASA a německé kosmické agentury DLR. DLR poskytuje dalekohled, plánovanou leteckou údržbu a další podporu jednotlivým misím. NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley řídí program observatoře SOFIA, vědecký výzkum a činnost jednotlivých misí v kooperaci s Universities Space Research Association, headquartered in Columbia, Maryland a German SOFIA Institute at the University of Stuttgart. Letadlo je udržováno a řízeno z NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, Palmdale, California.
Dodatek k ukončení práce SOFIA
Na konci dubna 2022 jsme se dozvěděli, že SOFIA definitivně končí. Důvodem jsou vysoké náklady na její provoz, které převyšují náklady na všechny ostatní astrofyzikální mise dohromady, řekl k tomu John O’Meara, vědecký šéf na W. M. Keck Observatory na Havaji. Dodal, že rozhodnutí to samozřejmě bylo velmi bolestivé a těžké, protože dalekohled přinášel opravdu velmi významná a mnohdy nenahraditelná měření.
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com
[2] Nature: Konec létající observatoře SOFIA kvůli financím
[3] Konec SOFIA na Kosmonautix.cz
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
O autorovi
František Martinek
Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.
