Araştırma

Nature dergisinde yayınlanan araştırma, Jüpiter’in yıllardır gökbilimcilerin kafasını karıştıran ‘enerji krizinin’ çözümünü ortaya koydu. 

Leicester Üniversitesi’ndeki uzay bilimciler, Jüpiter’in atmosferik ısınmasının ardındaki mekanizmayı ortaya çıkarmak için Japon Uzay Ajansı (JAXA), Boston Üniversitesi, NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi ve Ulusal Bilgi ve İletişim Teknolojileri Enstitüsü’nden (NICT) meslektaşlarıyla birlikte çalıştı.

Hawai’deki Keck Gözlemevi’nden gelen verileri kullanarak,  gaz devinin üst atmosferinin en ayrıntılı ancak küresel haritasını oluşturdular ve ilk kez Jüpiter’in güçlü auroralarının gezegen çapında ısıtma sağlamaktan sorumlu olduğunu doğruladılar.

Dr. James O’Donoghue, JAXA’da araştırmacıdır, doktorasını Leicester’da tamamlamıştır, araştırma makalesinin baş yazarıdır. Dedi ki:

“İlk olarak Leicester Üniversitesi’nde Jüpiter’in en üst atmosferinin küresel ısı haritasını oluşturmaya başladık. Sinyal, o zamanlar Jüpiter’in kutup bölgelerinin dışında herhangi bir şeyi ortaya çıkaracak kadar parlak değildi, Ancak bu çalışmadan öğrenilen derslerle, birkaç yıl sonra Dünya’daki en büyük, en rekabetçi teleskoplardan birinde zaman sağlamayı başardık.

“Keck teleskobuyla ayrıntılı sıcaklık haritaları ürettik. Önceki çalışmalardan beklendiği gibi, aurora içinde sıcaklıkların çok yüksek başladığını bulduk. Şimdi Jüpiter’in aurorasının, gezegenin alanının %10’undan daha azını kaplamasına rağmen, her şeyi ısıtıyor gibi göründüğünü gözlemleyebiliyoruz.”

Dr. Tom Stallard ve Dr. Henrik Melin, Leicester Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’nun bir parçasıdır. Dr. Stallard ekledi:

“Güneş sistemimizdeki her Dev Gezegenin tepesindeki ince atmosferde çok uzun süredir devam eden bir bilmece var. Son 50 yılda, her Jüpiter uzay görevinde, yer tabanlı gözlemlerle birlikte, sürekli olarak ekvator sıcaklıklarını çok yüksek ölçtük.

“Bu ‘enerji krizi’ uzun süredir devam eden bir sorundur – modeller, auroradan ısının nasıl aktığını doğru bir şekilde modelleyemiyor mu, yoksa ekvator yakınında bilinmeyen başka bir ısı kaynağı mı var?

“Bu makale, bu bölgeyi nasıl daha önce görülmemiş ayrıntılarla haritalandırdığımızı açıklıyor ve Jüpiter’de ekvatoral ısıtmanın doğrudan auroral ısıtma ile ilişkili olduğunu gösteriyor.”

Araştırmacıların Söyledikleri Doğrultusunda Araştırmayı Açıklayalım

Aurora, yüklü parçacıklar bir gezegenin manyetik alanına yakalandığında meydana gelir. Işık ve enerjiyi serbest bırakmak için atmosferdeki atomlara ve moleküllere çarparak gezegenin manyetik kutuplarına doğru alan çizgileri boyunca spiraller çizerler.

Dünya’da, Aurora Borealis ve Australis’i oluşturan karakteristik ışık gösterisine yol açarlar. Jüpiter’de, volkanik uydusu Io’dan fışkıran malzeme, Güneş Sistemi’ndeki en güçlü auroraya ve gezegenin kutup bölgelerinde muazzam ısınmaya yol açar.

Jovian auroraları uzun zamandır gezegenin atmosferini ısıtmak için başlıca aday olmasına rağmen, gözlemler şimdiye kadar bunu doğrulayamamış veya inkar edememişti.

Üst atmosferik sıcaklığın önceki haritaları, yalnızca birkaç pikselden oluşan görüntüler kullanılarak oluşturulmuştur. Bu, gezegen genelinde sıcaklığın nasıl değişebileceğini görmek için yeterli bir çözünürlük değil fakat ekstra ısının kaynağına dair ipucu veriyor.

Araştırmacılar, farklı uzamsal çözünürlüklerde atmosferik sıcaklığın beş haritasını oluşturdular; en yüksek çözünürlüklü harita, iki derece boylam ‘yüksek’ ve iki derece enlem ‘geniş’ kareler için ortalama sıcaklık ölçümünü gösteriyor.

Ekip 10.000’den fazla bireysel veri noktasını taradı, yalnızca yüzde beşten daha az bir belirsizliğe sahip noktaları haritaladı.

Gaz devlerinin atmosferlerinin modelleri, ekvatordan kutba doğru çekilen ve bu kutup bölgelerinde alt atmosferde biriken ısı enerjisiyle dev bir buzdolabı gibi çalıştıklarını öne sürüyor.

Bu yeni bulgular, hızlı değişen auroraların kutup akıntısına karşı enerji dalgalarını yönlendirebileceğini ve ısının ekvatora ulaşmasını sağlayabileceğini göstermektedir.

Gözlemler ayrıca, ekvatora doğru yayılan sınırlı bir ısı dalgası olarak yorumlanabilecek, ısı transferini yönlendiren sürecin kanıtı olarak yorumlanabilecek, alt-auroral bölgede lokalize bir ısıtma bölgesi gösterdi.

 

Kaynakça & İleri Okuma

Çeviri | ScIence DaIly

Başlık Görseli | NASA