Jupiter. Afbeelding tegoed: NASA / JPL Klik om te vergroten
Turbulentie veroorzaakt door zonlicht en onweersbuien kunnen de vele oost-weststraalstromen op Jupiter en Saturnus verklaren en zelfs sterke winden veroorzaken die zich honderden of duizenden kilometers uitstrekken tot in het binnenland, ver onder de hoogten waar de jets worden aangedreven.
Wetenschappers hebben geprobeerd de mechanismen die de jetstreams vormen te begrijpen en hun structuur te beheersen sinds de eerste hoge-resolutiebeelden van Jupiter in de jaren zeventig werden teruggestuurd door het Pioneer- en Voyager-ruimtevaartuig.
Op aarde vormen de jetstromen - smalle luchtstromen die van west naar oost stromen op de middelste hoogten - een belangrijk onderdeel van de wereldwijde circulatie van onze planeet, en ze beheersen veel van het grootschalige weer dat de Verenigde Staten en andere landen buiten ons ervaren de tropen. Vergelijkbare oost-west straalstromen domineren de circulatie van de gigantische planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, tot wel 400 mijl per uur op Jupiter en bijna 900 mijl per uur op Saturnus en Neptunus. De vraag wat deze jetstromen veroorzaakt en hoe diep ze zich uitstrekken tot in het binnenste van de reuzenplaneten, blijven enkele van de belangrijkste onopgeloste problemen bij de studie van planetaire atmosferen.
Adam Showman en Yuan Lian van The University of Arizona in Tucson en Peter Gierasch van Cornell University in Ithaca, New York, legden uit hoe turbulentie met wolkenlagen diepe jets kan veroorzaken tijdens de 37e jaarlijkse bijeenkomst van de afdeling Planetary Sciences van de American Astronomical Society , gehouden in Cambridge, Engeland.
Lian, Showman en Gierasch voerden computersimulaties uit die aantoonden dat horizontale temperatuurcontrasten - gegenereerd door zonlicht of verschillen in activiteit van onweer - meerdere jetstromen kunnen produceren die diep in het binnenste van een gigantische planeet doordringen. In de simulaties veroorzaken de temperatuurcontrasten diep doordringende circulatiecellen die op hun beurt de diepe stralen aandrijven. De studie, die gebruik maakt van een geavanceerd driedimensionaal computermodel, is een van de eerste die een beoordeling mogelijk maakt van hoe jets die boven in de atmosfeer zijn gevormd, interageren met het interieur.
De meeste planetaire wetenschappers zijn ervan uitgegaan dat stralen die boven in de atmosfeer worden gepompt, beperkt blijven tot die ondiepe lagen, en we hebben aangetoond dat dit geen geldige veronderstelling is, 'zei Showman.
De Galileo-sonde van NASA, die in 1995 door de atmosfeer van Jupiter werd geparachuteerd, was gedeeltelijk bedoeld om de vraag te helpen beantwoorden hoe diep de straalstromen zijn. De sonde vond sterke winden die zich minstens 150 kilometer (bijna 100 mijl) onder de wolken uitstrekten. Planetaire wetenschappers hebben deze meting op ruime schaal geïnterpreteerd als bewijs dat de jets van diep in het interieur van Jupiter worden aangedreven. De nieuwe studie daagt deze interpretatie uit.
"We weten nog steeds niet of de stralen op de gigantische planeten van bovenaf of binnenin het diepe worden gedreven," zei Showman. "Maar onze studie toont aan dat de diepe winden gemeten door de Galileo-sonde net zo goed het gevolg kunnen zijn van ondiepe turbulentie in de wolkenlaag als van turbulentie diep in het interieur van Jupiter."
"Dit resultaat is in tegenspraak met een langdurige veronderstelling van veel planetaire wetenschappers."
De nieuwe studie toont ook aan dat de turbulentie onder realistische omstandigheden niet alleen talrijke straalstromen kan produceren, maar ook een sterke oostwaartse stroming aan de evenaar, zoals waargenomen op Jupiter en Saturnus. Dergelijke stromen zijn notoir moeilijk te produceren in atmosferische modellen, merkte Showman op.
Oorspronkelijke bron: NASA Astrobiology
