HST sleduje změny počasí a roční období na Jupiteru a Uranu

Od svého startu v roce 1990 je Hubbleův vesmírný teleskop HST meziplanetárním pozorovatelem počasí, který dohlíží na převážně plynné vnější planety a jejich neustále se měnící atmosféru. Mise kosmických sond NASA k vnějším planetám nám poskytly krátkodobý detailní pohled na tyto atmosféry, ale Hubbleova ostrost a citlivost udržuje současný pohled na kaleidoskop komplexních aktivit planet v průběhu času.

Tímto způsobem HST doplňuje pozorování z jiných kosmických sond, jako je Juno, která v současné době obíhá kolem Jupiteru, vysloužilá mise Cassini k Saturnu či sondy Voyager 1 a 2, které v letech 1979 až 1989 společně proletěly kolem čtyř obřích planet. Program dalekohledu HST s názvem Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), který byl slavnostně zahájen v roce 2014, nám poskytuje každoroční pohledy na obří planety.

Snímek planety Jupiter (vlevo) byl pořízen 12. listopadu 2022. Předpověď pro Jupiter je bouřkové počasí v nízkých severních zeměpisných šířkách. Je vidět výrazný řetězec střídajících se bouří, které tvoří „vírovou ulici“, jak ji nazývají někteří planetologové. Jedná se o vlnový vzor vnořených anticyklonů a cyklonů, zamčených k sobě jako ve stroji se střídavými převody pohybujícími se ve směru a proti směru hodinových ručiček. Pokud se bouře přiblíží k sobě dostatečně blízko, ve velmi nepravděpodobném případě sloučení by mohly vytvořit ještě větší bouři, která by mohla konkurovat současné velikosti Velké rudé skvrny.

Střídavý charakter anticyklon a cyklon zabraňuje sloučení jednotlivých bouří. Aktivita je také vidět uvnitř těchto bouří; v 90. letech 20. století HST neviděl žádné cyklony nebo anticyklony s bouřkami, ale tyto bouře se objevily v posledním desetiletí. Silné barevné rozdíly naznačují, že HST vidí také různé výšky a hloubky mraků.

Oranžový měsíc Io doplňuje tento pohled na různobarevné vrcholky mraků Jupiteru a vrhá stín směrem k západní části planety. Rozlišení HST je tak ostré, že může vidět skvrnitý oranžový vzhled Io související s jeho četnými aktivními sopkami. Tyto sopky byly poprvé objeveny, když kolem v roce 1979 proletěla sonda Voyager 1. Roztavené nitro satelitu je překryto tenkou kůrou, skrz kterou sopky vyvrhují žhavý materiál. Síra získává odlišné odstíny při různých teplotách, a proto je povrch Io tak barevný.

Na snímku vpravo, pořízeném 6. ledna 2023, je středem pozornosti Jupiterova legendární Velká rudá skvrna. Ačkoli je tento vír dostatečně velký na to, aby pohltil Zemi, ve skutečnosti se zmenšil na nejmenší velikost, jakou kdy nabyly pozorovací záznamy staré 150 let. Jupiterův ledový měsíc Ganymed je vidět, jak prochází před obří planetou vpravo dole. Ganymed je o něco větší než planeta Merkur a je největším měsícem ve Sluneční soustavě. Je to kráterovaný svět s převážně vodním ledovým povrchem se zjevnými ledovcovými toky poháněnými vnitřním teplem. (Tento snímek je menší, protože Jupiter byl v době pořízení fotografie o 130 000 kilometrů dále od Země.)

Podivná planeta Uran se při svém 84letém oběhu „kutálí“ po oběžné dráze kolem Slunce. Uran má podivnou rotační osu skloněnou pouhých osm stupňů od roviny oběžné dráhy planety. Jedna nedávná teorie navrhuje, že Uran měl kdysi masivní měsíc, který ho gravitačně destabilizoval a pak do něj narazil. Mezi další možnosti patří obří dopady během formování planet nebo dokonce obří planety, které na sebe v průběhu času vyvíjely rezonanční momenty.

Důsledkem naklonění planety je to, že po časové úseky trvající až 42 let jsou části jedné polokoule zcela bez slunečního světla. Když v 80. letech navštívila Uran sonda Voyager 2, jižní pól planety směřoval téměř přímo ke Slunci. Nejnovější pohled z HST ukazuje, že severní pól se nyní naklání směrem ke Slunci.

Snímek vlevo je pohled z HST na Uran pořízený v roce 2014, sedm let po severní jarní rovnodennosti, kdy Slunce svítilo přímo nad rovníkem planety, a ukazuje jeden z prvních snímků z programu OPAL. Ve středních severních šířkách nad azurově zbarvenou spodní atmosférou planety se objevují četné bouře s mračny metanových ledových krystalů. HST vyfotografoval prstencový systém z boku v roce 2007, ale prstence se v tomto pohledu začínají otevírat o sedm let později. V této době měla planeta několik malých bouří a dokonce i několik slabých oblačných pásů.

Jak je vidět v roce 2022, severní pól Uranu, zobrazený na obrázku vpravo, ukazuje hustý fotochemický opar, který vypadá podobně jako smog nad městy. Několik malých bouřek lze vidět poblíž okraje polárního oparu. HST sleduje velikost a jas severní polární čepičky, která je rok od roku stále jasnější.

Astronomové oddělují různé efekty – od atmosférické cirkulace, vlastností částic a chemických procesů – které řídí, jak se atmosférická polární čepička mění s ročními obdobími. Při rovnodennosti na Uranu v roce 2007 nebyl ani jeden pól zvlášť jasný. Jak se v roce 2028 blíží severní letní slunovrat, čepička může být ještě jasnější a bude namířena přímo k Zemi, což umožní dobrý výhled na prstence a severní pól. Tento snímek byl pořízen 10. listopadu 2022.

Zdroj: https://phys.org/news/2023-03-hubble-weather-seasons-jupiter-uranus.html

autor: František Martinek