Neues Video von Jupiter enthüllt unsichtbare Jetstream-Welle

Diese Ansicht der NASA

Diese Ansicht von der NASA-Raumsonde Cassini zeigt den Weg eines der Jupiter-Jetstreams, eine Linie von V-förmigen Chevrons, die sich von Westen nach Osten direkt über dem Großen Roten Fleck des Jupiter bewegt. Der größte Teil des Planeten ist hier in einer einzigen, flachen Karte entfaltet, die am 11. und 12. Dezember 2000 erstellt wurde, als die NASA-Raumsonde Cassini am Jupiter vorbeiflog und am 13. März 2012 veröffentlicht wurde. (Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute)



Ein neues Video von Jupiter fängt dynamische Veränderungen in der Atmosphäre des Planeten ein, die durch eine unsichtbare Welle verursacht werden, die einen der sich schnell bewegenden Jetstreams des Gasriesen kräuselt.



Astronomen nutzten die neuen Filme, die mit Bildern der NASA-Raumsonde Cassini erstellt wurden, um diese atmosphärischen Wechselwirkungen zu untersuchen Jupiter und wie sie sich mit ähnlichen Jetstream-Bewegungen in der Erdatmosphäre vergleichen.

'Dies ist das erste Mal, dass jemand eine direkte Wellenbewegung in einem der Jetstreams des Jupiter gesehen hat', sagte Studienleiterin Amy Simon-Miller vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, in einer Erklärung. 'Und wenn wir diese Art von Interaktion in der Erdatmosphäre mit dem vergleichen, was auf einem so radikal unterschiedlichen Planeten wie dem Jupiter passiert, können wir viel über beide Planeten lernen.'



Ähnlich wie die Erde wird Jupiter von mehreren umgeben sich schnell bewegende Jetstreams . Die stärksten und erkennbarsten Jetstreams der Erde befinden sich in der Nähe des Nord- und Südpols des Planeten und können das Wetter auf dem Planeten beeinflussen, erklärten die Forscher. Diese Winde wehen von Westen nach Osten, aber sie werden herumgeschubst, wenn sie mit sich langsam bewegenden Wellen, den sogenannten Rossby-Wellen, in der Erdatmosphäre interagieren.

Die Jetstreams des Jupiter 'schienen jedoch immer gerade und schmal zu sein', sagte der Mitautor der Studie und Amateurastronomen John Rogers von der British Astronomical Association in London, England, in einer Erklärung. [ Siehe Video von Jupiters Phantom-Jetstream-Wellen ]

Astronomen identifizierten vor etwa 20 Jahren Rossby-Wellen auf der Nordhalbkugel des Jupiter, aber sie wurden nie direkt entdeckt. Die Forscher waren auch verwirrt, weil diese Wellen nicht auf der Südhalbkugel des Planeten gefunden wurden.



In dieser neuen Studie analysierten Simon-Miller und ihre Kollegen Bilder, die von Cassini, der NASA-Raumsonde Voyager, dem Hubble-Weltraumteleskop und einem Jahrzehnt von Beobachtungen von Amateurastronomen .

David Choi, ein Postdoktorand bei Goddard, hat etwa hundert Cassini-Bilder zusammengefügt, um jeden Zeitrafferfilm zu erstellen, der einen einzelnen Jetstream auf der Südhalbkugel des Jupiter vergrößert. Cassini befindet sich derzeit im Orbit um Saturn, aber die Raumsonde flog im Jahr 2000 an Jupiter vorbei.

Die Videos zeigen eine Reihe kleiner, dunkler, V-förmiger Merkmale, die als „Chevrons“ bezeichnet werden, entlang einer Kante des Jetstreams. Zu Beginn bewegen sich diese Chevrons mit dem Wind von Westen nach Osten, aber später sieht man, dass sie sich kräuseln und sich nach Norden und Süden bewegen.



'Das ist die Signatur der Rossby-Welle', sagte Choi in einer Erklärung. 'Die Chevrons im sich schnell bewegenden Jetstream interagieren mit der langsameren Rossby-Welle, und dann sehen wir, wie die Chevrons schwingen.'

Die Forscher fanden auch heraus, dass diese Chevrons an eine andere Art von Welle in der Atmosphäre des Jupiter gebunden sind, die als Schwerkraft-Trägheitswelle bezeichnet wird.

'Die Atmosphäre eines Planeten ist wie die Saite eines Instruments', sagte Studienkoautor Michael Allison vom Goddard Institute for Space Studies der NASA in New York in einer Erklärung. „Wenn Sie die Saite zupfen, kann sie bei verschiedenen Frequenzen mitschwingen, die wir als unterschiedliche Töne hören. Ebenso kann eine Atmosphäre mit unterschiedlichen Moden mitschwingen, weshalb wir verschiedene Arten von Wellen finden.'

Der Jetstream, der die Erde umkreist

Der Jetstream, der den Nordpol der Erde umkreist, fließt von Westen nach Osten. Aber wenn der Jetstream mit einer Rossby-Welle interagiert, wie hier gezeigt, können die Winde weit nach Norden und Süden wandern und eisige Luft in die normalerweise milden Südstaaten bringen.(Bildnachweis: NASA/GSFC)

Unser Planet hat auch Schwerkraft-Trägheitswellen, und sie sind manchmal in sich wiederholenden Wolkenmustern zu sehen, fügten die Forscher hinzu.

Die Untersuchung von Rossby-Wellen und Schwerkraft-Trägheitswellen auf Jupiter könnte Astronomen helfen, die tiefe Atmosphäre des Gasriesenplaneten zu untersuchen.

In ihrer Studie verwendeten die Forscher auch Bilder, die Amateurastronomen von einem riesigen Sturm namens South Equatorial Disturbance gesammelt hatten. Ihre Beobachtungen zeigten die Dynamik dieses vorübergehenden Sturms und seine Auswirkungen auf die Chevrons.

Die Wissenschaftler glauben nun, dass die Südäquatoriale Störung und Jupiters berühmtester Sturm, der Große Rote Fleck, mehrere Unterschiede erklären könnten, die zwischen den Jetstreams und den Rossby-Wellen auf beiden Seiten des Äquators des Planeten gefunden wurden.

'Wir fangen gerade erst an, das Langzeitverhalten dieser außerirdischen Atmosphäre zu untersuchen', sagte der Koautor der Studie, Gianluigi Adamoli, ein Amateurastronom in Italien, in einer Erklärung. 'Das Verständnis der aufkommenden Analogien zwischen Erde und Jupiter sowie der offensichtlich tiefgreifenden Unterschiede hilft uns, grundlegend zu lernen, was eine Atmosphäre ist und wie sie sich verhalten kann.'

Die detaillierten Ergebnisse der Studie werden in der Ausgabe April 2012 der Zeitschrift Icarus veröffentlicht.

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