Webb menemukan fenomena tak terduga di atas Bintik Merah Besar Jupiter

menggunakan Teleskop Luar Angkasa James WebbPara ilmuwan telah mengamati area di atas JupiterTemukan sejumlah fitur yang belum pernah terlihat sebelumnya di Bintik Merah Besar Matahari. Kawasan ini, yang sebelumnya dianggap biasa-biasa saja, menjadi tempat berbagai struktur dan aktivitas yang kompleks.

Pengamatan terbaru yang dilakukan oleh Teleskop Webb telah mengungkapkan rincian mengejutkan tentang atmosfer bagian atas Yupiter, terutama di atas Bintik Merah Besar, yang menunjukkan struktur kompleks yang dipengaruhi oleh gelombang gravitasi. Hasil ini, yang ditangkap menggunakan kemampuan resolusi tinggi Teleskop Webb, dapat mendukung misi menjelajahi bulan-bulan es Jupiter (Juice), sehingga meningkatkan pemahaman kita tentang Jupiter dan bulan-bulannya.

Deteksi atmosfer Jupiter

Jupiter adalah salah satu objek paling terang di langit malam dan mudah dilihat pada malam cerah. Selain cahaya utara dan selatan yang terang di wilayah kutub planet ini, cahaya yang berasal dari atmosfer bagian atas Jupiter juga lemah sehingga menimbulkan tantangan bagi teleskop berbasis darat untuk melihat detail di wilayah ini. Namun, sensitivitas inframerah Observatorium Webb memungkinkan para ilmuwan mempelajari atmosfer bagian atas Jupiter di atas Bintik Merah Besar yang terkenal dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Atmosfer bagian atas Yupiter merupakan antarmuka antara medan magnet planet dan atmosfer primer. Di sini, tampilan cahaya utara dan selatan yang terang dan jelas dapat dilihat, dipicu oleh material vulkanik yang dipancarkan oleh bulan Jupiter, Io. Namun, semakin dekat kita ke garis khatulistiwa, struktur atmosfer bagian atas planet ini dipengaruhi oleh sinar matahari yang masuk. Karena Jupiter hanya menerima 4% sinar matahari yang diterima Bumi, para astronom memperkirakan wilayah ini bersifat homogen.

Bintik Merah Besar Jupiter diamati oleh Spektrometer Inframerah Dekat (NIRSpec) Observatorium Webb pada Juli 2022, menggunakan kemampuan Unit Lapangan Terpadu instrumen tersebut. Pengamatan tim pelepasliaran awal berusaha untuk menyelidiki apakah wilayah ini memang redup, dan wilayah di atas Bintik Merah Besar yang terkenal menjadi target pengamatan Webb. Tim terkejut saat mengetahui bahwa atmosfer bagian atas menampung berbagai struktur kompleks, termasuk busur gelap dan titik terang, di seluruh bidang pandang.

Pengamatan NIRSpec Webb menunjukkan cahaya inframerah yang dipancarkan molekul hidrogen di ionosfer Jupiter. Molekul-molekul ini terletak lebih dari 300 kilometer di atas awan badai, tempat sinar matahari mengionisasi hidrogen dan menstimulasi emisi inframerah. Dalam gambar ini, warna paling merah menunjukkan hidrogen dipancarkan dari ketinggian di ionosfer planet. Warna yang lebih biru menunjukkan cahaya inframerah dari ketinggian yang lebih rendah, termasuk puncak awan di atmosfer dan Bintik Merah Besar yang sangat menonjol.
Jupiter terletak jauh dari Matahari sehingga menerima tingkat cahaya siang hari yang rendah dan seragam, yang berarti bahwa sebagian besar permukaan planet relatif redup pada panjang gelombang inframerah – terutama dibandingkan dengan emisi partikel di dekat kutub, dimana medan magnet Jupiter berada. sangat kuat. Bertentangan dengan ekspektasi para peneliti bahwa wilayah ini akan tampak homogen, wilayah ini menampung berbagai struktur kompleks, termasuk busur gelap dan titik terang, di seluruh bidang pandang.
Hak Cipta: ESA/Web, NASA dan CSA, e. Melin, M. Zamani (ESA/Web)

Penemuan menakjubkan di atas Bintik Merah Raksasa

“Kami mengira kawasan ini, mungkin secara naif, akan sangat membosankan,” kata ketua tim Henrik Melin dari Universitas Leicester di Inggris. “Ini sebenarnya sama menariknya dengan cahaya utara, atau bahkan lebih menarik. Jupiter tidak pernah berhenti mengejutkan kita .” “.

Meskipun cahaya dari wilayah ini didorong oleh sinar matahari, tim menyarankan bahwa pasti ada mekanisme lain yang mengubah bentuk dan struktur atmosfer bagian atas.

“Salah satu cara untuk mengubah struktur ini adalah dengan gelombang gravitasi – yang seperti gelombang yang menghantam pantai, menciptakan riak di pasir,” jelas Henrik. “Gelombang ini dihasilkan jauh di atmosfer bawah yang bergejolak, di sekitar Bintik Merah Besar, dan dapat melakukan perjalanan ke tempat yang tinggi.” Dan perubahan pada struktur atmosfer bagian atas dan emisinya.

Pengamatan dan implikasi masa depan

Tim menjelaskan bahwa gelombang atmosfer ini terkadang dapat dideteksi di Bumi, namun gelombang tersebut jauh lebih lemah dibandingkan yang diamati oleh Webb di Jupiter. Tim juga berharap untuk melakukan pengamatan Webb selanjutnya terhadap pola gelombang kompleks ini di masa depan untuk menyelidiki bagaimana pola tersebut bergerak di lapisan atas atmosfer planet dan meningkatkan pemahaman kita tentang anggaran energi di wilayah ini dan bagaimana fitur-fiturnya berubah seiring waktu.

Temuan ini mungkin juga mendukung bulan es Jupiter, Juice, yang diluncurkan ESA pada 14 April 2023. Juice akan melakukan pengamatan mendetail terhadap Jupiter dan tiga bulan besarnya yang mengandung lautan – Ganymede, Callisto, dan Eropa – Menggunakan kombinasi alat penginderaan jauh, geofisika, dan lapangan. Misi ini akan mengkarakterisasi bulan-bulan ini sebagai badan planet dan habitat potensial, mengeksplorasi lingkungan kompleks Jupiter secara mendalam, dan mempelajari sistem Jupiter yang lebih luas sebagai prototipe planet gas raksasa di seluruh alam semesta.

Refleksi dampak penelitian

Pengamatan ini dilakukan sebagai bagian dari Program Sains Awal No. 1373: Pengamatan ERS terhadap sistem Jupiter menjadi bukti kemampuan JWST dalam bidang ilmu tata surya (Rekan penyelidik: I. de Pater, T. Fouchet).

“Proposal ERS ini ditulis pada tahun 2017,” kata anggota tim Imke de Pater dari Universitas California, Berkeley“Salah satu tujuan kami adalah menyelidiki mengapa suhu di Bintik Merah Besar begitu panas, seperti yang dilakukan pengamatan terbaru pada saat itu NASA “Fasilitas teleskop inframerah mengungkapkan hal ini. Namun, data baru kami menunjukkan hasil yang sangat berbeda.”

Hasil ini dipublikasikan di Astronomi alam.

Referensi: “Ketidakteraturan ionosfer di Jupiter yang diamati oleh Teleskop James Webb” oleh Henrik Melin, J. O'Donoghue, L. Moore, T. S. Stallard, L. N. Fletcher, M. T. Roman, J. Harkett, O. R. T. King, M. Thomas, dan R Wang, B. I. Tiranti, K. L. Knowles, E. D. Pater, T. Foucher, P. H. Fry, M. H. Wong, B. J. Holler, R. Hueso, M. K. James, G. S. Orton, E. Mora, A. Sánchez Lavega, E. Lelouch, K.D. , dan M.R. Showalter, 21 Juni 2024. Astronomi alam.
DOI: 10.1038/s41550-024-02305-9

Webb adalah teleskop terbesar dan terkuat yang pernah diluncurkan ke luar angkasa. Berdasarkan perjanjian kerja sama internasional, ESA menyediakan layanan peluncuran teleskop, menggunakan kendaraan peluncuran Ariane 5. Bekerja sama dengan mitra, ESA bertanggung jawab atas pengembangan dan kualifikasi modifikasi Ariane 5 untuk misi Webb dan pembelian layanan peluncuran oleh ESA. ruang Ariane. ESA juga menyediakan spektrometer NIRSpec dan 50% instrumen inframerah tengah Ceriayang dirancang dan dibangun oleh konsorsium lembaga-lembaga Eropa yang didanai secara nasional (European MIRI Consortium) bekerja sama dengan… Laboratorium Propulsi Jet dan Universitas Arizona.

WEB adalah kemitraan internasional antara NASA, Badan Antariksa Eropa dan Badan Antariksa Kanada (CSA).