Використовуючи масив телескопів Atacama (ALMA), партнером якого є Європейська Південна обсерваторія (ESO), команда астрономів вперше безпосередньо виміряла швидкість вітру в середній атмосфері Юпітера.
Аналізуючи наслідки зіткнення з кометою в 1990-х роках, дослідники виявили неймовірно потужні вітри, що дують зі швидкістю до 1450 кілометрів на годину поблизу полюсів Юпітера. Вони могли б представляти собою те, що команда описала як «унікальну метеорологічну тварину в нашій Сонячній системі».
Юпітер знаменитий своїми характерними червоними і білими смугами - хмарами рухомого газу, які астрономи традиційно використовують для відстеження вітрів у нижній атмосфері Юпітера. Астрономи також бачили поблизу полюсів Юпітера яскраві сяйва, відомі як полярні сяйва, які, мабуть, пов'язані з сильними вітрами у верхніх шарах атмосфери планети. Але досі дослідникам ніколи не вдавалося безпосередньо виміряти характер вітру між цими двома шарами атмосфери, в стратосфері.
Вимірювання швидкості вітру в стратосфері Юпітера за допомогою методів стеження за хмарами неможливе через відсутність хмар у цій частині атмосфери. Однак астрономи отримали альтернативний вимірювальний засіб у вигляді комети Шумейкера-Леві-9, яка в 1994 році ефектно зіткнулася з газовим гігантом. Це зіткнення породило нові молекули в стратосфері Юпітера, де вони з тих пір рухаються разом з вітрами.
Група астрономів на чолі з Тібо Кавальє з Лабораторії астрофізики Бордо у Франції відстежила одну з цих молекул - ціаністий водень, для безпосереднього вимірювання стратосферних струменів на Юпітері. Вчені використовують слово «струмені» для позначення вузьких смуг вітру в атмосфері, таких як струмені Землі.
«Найбільш вражаючим результатом є наявність сильних струменів, що рухаються зі швидкістю до 400 метрів на секунду, які розташовані під полярними сяйвами поблизу полюсів», - говорить Кавальє. Ці швидкості вітру, еквівалентні приблизно 1450 кілометрам на годину, більш ніж удвічі перевищують максимальну швидкість шторму, досягнуту у Великій Червоній плямі Юпітера, і більш ніж утричі перевищують швидкість вітру, вимірену на найсильніших торнадо Землі.
«Наше виявлення показує, що ці струмені можуть поводитися як гігантський вихор діаметром в чотири рази більше, ніж у Землі, і висотою близько 900 кілометрів», - пояснює співавтор Білал Бенмахі, який також працює в Лабораторії астрофізики Бордо. «Вихор такого розміру був би унікальним метеорологічним звіром у нашій Сонячній системі».
Астрономи знали про сильні вітри поблизу полюсів Юпітера, але набагато вище в атмосфері, на сотні кілометрів вище зони фокусу нового дослідження, яке опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.
Попередні дослідження передбачали, що ці вітри у верхніх шарах атмосфери зменшаться в швидкості і зникнуть задовго до того, як досягнуть глибини стратосфери. «Нові дані ALMA говорять нам про протилежне», - говорить Кавальє, додаючи, що виявлення цих сильних стратосферних вітрів поблизу полюсів Юпітера стало «справжнім сюрпризом».
На додаток до дивовижних полярних вітрів, команда астрономів також використовувала ALMA, щоб підтвердити існування сильних стратосферних вітрів навколо екватора планети, безпосередньо вимірявши їх швидкість, також вперше. Вітри, помічені в цій частині планети, мають середню швидкість близько 600 кілометрів на годину.
Спостереження ALMA, необхідні для відстеження стратосферних вітрів як на полюсах, так і на екваторі Юпітера, зайняли менше 30 хвилин телескопічного часу. «Високий рівень деталізації, якого ми досягли за цей короткий час, дійсно демонструє силу спостережень ALMA», - говорить Томас Грейтхауз, вчений з Південно-Західного дослідницького інституту в США і співавтор дослідження. «Для мене вражаюче бачити перший прямий вимір цих вітрів».