Za neka od najkorisnijih otkrića o udaljenim objektima potrebno je vrijeme. Na primjer, nekoliko generacija planetarnih znanstvenika proučavaju oblake Jupitera od kasnih 1970-ih. Njihova zapažanja su se fokusirala na gornju troposferu planete. Rezultati pokazuju neočekivane obrasce u tome kako se temperatura Jupiterovih pojaseva i zona mijenjaju tijekom vremena.
jupiter
© ESO / LN Fletcher, NAOJ
Slika 1: (lijevo) kompozitne slike Jupitera u boji na valnim duljinama od 8,6 i 10,7 mikrona, dobivene VLT-om u veljači, odnosno ožujku 2016. Boje predstavljaju temperature i naoblaku: tamnija područja su hladna i oblačna, a svjetlija područja su toplija i bez oblaka. (Desno) Jupiter na valnoj duljini od 18 mikrona dobiven u svibnju 2019. s COMICS-om na Subaru teleskopu.
Te temperature rastu i padaju u ciklusima koji nisu vezani za godišnja doba. To je neobično jer znanstvenici nisu očekivali da će pronaći tako redovite varijacije. To bi moglo biti zbog Jupiterovog vrlo blagog nagiba oko svoje ose. Četiri decenije promatranja također su otkrile vezu između temperaturnih pomeranja u regijama udaljenim nekoliko tisuća kilometara. Kako su se temperature rasle na određenim geografskim širinama u dijelovima sjeverne hemisfere Jovijana, one su padale na istim geografskim širinama na južnoj hemisferi. Postoji li veza?

"To je bilo najviše iznenađujuće od svega", rekao je Glenn Orton, viši znanstvenik u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon i glavni autor studije zasnovane na zapažanjima. "Pronašli smo vezu između toga kako su temperature varirale na vrlo udaljenim geografskim širinama. To je sličan fenomen koji vidimo na Zemlji, gdje vremenski i klimatski obrasci u jednoj regiji mogu imati primjetan utjecaj na vrijeme na drugim mjestima, s obrascima varijabilnosti koji su naizgled 'telekonektovani' na ogromnim udaljenostima kroz atmosferu."

Posmatranje Jupiterovih oblaka

Jupiter je, kao što svi znamo, prekriven gustim oblacima. Ima najveću i najsloženiju planetarnu atmosferu u Sunčevom sustavu i prirodna je laboratorija u kojoj znanstvenici mogu proučavati interakcije između pojaseva i zona, stvaranje i evoluciju žinovskih vrtložnih oluja i druge atmosferske aktivnosti. To je i prirodna laboratorija za razumijevanje atmosfere drugih džinovski planeta. Iznenađujuće, njegova troposfera (najniža oblast atmosfere, koja se nalazi na vrhu "površine" Jupiterove tehničke unutrašnjosti) prilično je slična Zemljinoj. To je zato što je troposfera na obje planete mjesto gdje se formiraju oblaci i gdje oluje kovitlaju.

Da bi razumjeli troposfersko vrijeme, znanstvenicima je potrebno više podataka o vjetrovima, atmosferskom pritisku, vlažnosti i temperaturama. Još od misije Pioneer su znali da su svetlije i belje trake Jupitera (poznate kao zone) generalno hladnije. Tamnije smeđe-crvene trake (poznate kao pojasevi) su mjesta gdje su temperature toplije. Ali, planetarnim znanstvenicima bila su potrebna dugoročna mjerenja kako bi shvatili kako se vrijeme mijenja tijekom vremena.

Dakle, Ortonov tim je koristio opservatorije u Čileu i na Havajima za mjerenje temperature zone oblaka i pojasa Jupitera. Počevši od 1978. godine, proučavali su svijetli infracrveni sjaj koji se diže iz toplijih područja na Jupiteru. To im je omogućilo izravno mjerenje temperature troposfere. Prikupili su svoje podatke tijekom tri Jupiterove 12-godišnje orbite oko Sunca. Nakon nekoliko decenija, počeli su kombinirati podatke iz promatranja u koherentnu "sliku" Jupiterovog troposferskog vremena.

Posao atmosferskog znanstvenika nikada nije završen

Ova studija vremenske domene Jupiterove donje atmosfere dobar je početak za razumijevanje onoga što uzrokuje ciklične i naizgled sinkronizirane promjene kojima prolazi. Ali, naravno, treba još raditi. "Sada smo riješili jedan dio zagonetke, a to je da atmosfera pokazuje ove prirodne cikluse", rekao je koautor studije Leigh Fletcher sa Sveučilišta Leicester u Engleskoj. "Da bismo razumjeli što pokreće ove obrasce i zašto se javljaju u ovim određenim vremenskim razmacima, moramo istražiti i iznad i ispod oblačnih slojeva."

Možda promjene u stratosferi utječu na promjene u troposferi i obrnuto. Ali, koji mehanizam objašnjava vezu između temperaturnih promjena u širokim područjima planete? Dalja zapažanja bi trebala pomoći u pronalaženju veze ako postoji. U međuvremenu, znanstvenici smatraju da bi im rezultati ove 40-godišnje studije mogli pomoći da se predvidi Jupiterovo vrijeme čak i dok nastoje razumjeti uočene promjene.

Sljedeći korak bit će stvaranje poboljšanih klimatskih modela za žinovsku planetu. Podaci će poslužiti kompjuterskim simulacijama temperaturnih ciklusa koje su Orton i tim izmjerili. Zatim bismo mogli koristiti te informacije za predviđanje kako varijacije utječu na vremenske prilike. Informacije bi mogle pomoći u sličnim predviđanjima za Saturn, Uran i Neptun.