Angin Stratosfer yang Kuat Diukur di Jupiter

Dengan menggunakan Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), di mana European Southern Observatory (ESO) menjadi mitra, tim astronom telah mengukur langsung angin di atmosfer tengah Jupiter untuk pertama kalinya. Dengan menganalisis akibat tabrakan komet dari tahun 1990-an, para peneliti telah mengungkapkan angin yang sangat kuat, dengan kecepatan hingga 1.450 kilometer per jam, di dekat kutub Jupiter. Mereka bisa mewakili apa yang tim gambarkan sebagai "binatang meteorologi unik di Tata Surya kita."

Gambar: i.kinja-img.com

Jupiter terkenal dengan pita merah dan putihnya yang khas: awan gas bergerak yang berputar-putar yang secara tradisional digunakan para astronom untuk melacak angin di atmosfer bawah Jupiter. Para astronom juga telah melihat, di dekat kutub Jupiter, cahaya terang yang dikenal sebagai aurorae, yang tampaknya terkait dengan angin kencang di atmosfer bagian atas planet itu. Namun hingga kini, para peneliti belum pernah bisa mengukur langsung pola angin di antara dua lapisan atmosfer ini, di stratosfer.

Mengukur kecepatan angin di stratosfer Jupiter menggunakan teknik pelacakan awan tidak mungkin dilakukan karena tidak adanya awan di bagian atmosfer ini. Namun, para astronom diberi bantuan pengukur alternatif dalam bentuk komet Shoemaker-Levy 9, yang bertabrakan dengan raksasa gas secara spektakuler pada tahun 1994. Dampak ini menghasilkan molekul baru di stratosfer Jupiter, tempat mereka terus bergerak mengikuti angin. sejak.

Sebuah tim astronom, yang dipimpin oleh Thibault Cavalié dari Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux di Prancis, kini telah melacak salah satu molekul ini - hidrogen sianida - untuk mengukur langsung "semburan" stratosfer di Jupiter. Para ilmuwan menggunakan kata "jet" untuk merujuk pada pita sempit angin di atmosfer, seperti aliran jet Bumi.

"Hasil paling spektakuler adalah kehadiran jet yang kuat, dengan kecepatan hingga 400 meter per detik, yang terletak di bawah aurora dekat kutub," kata Cavalié. Kecepatan angin ini, setara dengan sekitar 1450 kilometer per jam, lebih dari dua kali kecepatan badai maksimum yang dicapai di Bintik Merah Besar Jupiter dan lebih dari tiga kali kecepatan angin yang diukur pada tornado terkuat di Bumi.

"Deteksi kami menunjukkan bahwa jet ini dapat berperilaku seperti pusaran raksasa dengan diameter hingga empat kali diameter Bumi, dan tingginya sekitar 900 kilometer," jelas rekan penulis Bilal Benmahi, juga dari Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux. "Pusaran sebesar ini akan menjadi binatang meteorologi yang unik di Tata Surya kita," tambah Cavalié.

Para astronom mengetahui adanya angin kencang di dekat kutub Jupiter, tetapi jauh lebih tinggi di atmosfer, ratusan kilometer di atas area fokus studi baru, yang diterbitkan hari ini di Astronomy & Astrophysics. Penelitian sebelumnya meramalkan bahwa kecepatan angin atmosfer atas akan berkurang dan menghilang jauh sebelum mencapai kedalaman stratosfer. "Data ALMA baru menunjukkan sebaliknya," kata Cavalié, menambahkan bahwa menemukan angin stratosfer yang kuat di dekat kutub Jupiter adalah "kejutan nyata".

Tim menggunakan 42 dari 66 antena presisi tinggi ALMA, yang terletak di Gurun Atacama di Chili utara, untuk menganalisis molekul hidrogen sianida yang telah bergerak di stratosfer Jupiter sejak dampak Shoemaker-Levy 9. Data ALMA memungkinkan mereka untuk mengukur pergeseran Doppler - perubahan kecil pada frekuensi radiasi yang dipancarkan oleh molekul - yang disebabkan oleh angin di wilayah planet ini. "Dengan mengukur pergeseran ini, kami dapat menyimpulkan kecepatan angin seperti seseorang dapat menyimpulkan kecepatan kereta yang lewat dengan perubahan frekuensi peluit kereta," jelas rekan penulis studi Vincent Hue, seorang ilmuwan planet. di Southwest Research Institute di AS.

Selain angin kutub yang mengejutkan, tim juga menggunakan ALMA untuk memastikan keberadaan angin stratosfer yang kuat di sekitar ekuator planet, dengan mengukur kecepatannya secara langsung, juga untuk pertama kalinya. Jet yang terlihat di bagian planet ini memiliki kecepatan rata-rata sekitar 600 kilometer per jam.

Pengamatan ALMA yang diperlukan untuk melacak angin stratosfer di kutub dan ekuator Jupiter membutuhkan waktu teleskop kurang dari 30 menit. "Detail tingkat tinggi yang kami capai dalam waktu singkat ini benar-benar menunjukkan kekuatan pengamatan ALMA," kata Thomas Greathouse, ilmuwan di Southwest Research Institute di AS dan rekan penulis studi tersebut. "Sungguh mengejutkan bagi saya untuk melihat pengukuran langsung pertama dari angin ini."

"Hasil ALMA ini membuka jendela baru untuk mempelajari daerah aurora Jupiter, yang benar-benar tidak terduga hanya beberapa bulan yang lalu," kata Cavalié. "Mereka juga menyiapkan panggung untuk pengukuran serupa namun lebih ekstensif yang akan dilakukan oleh misi JUICE dan Instrumen Gelombang Submillimetre-nya," tambah Greathouse, mengacu pada Penjelajah bulan JUpiter ICy dari Badan Antariksa Eropa, yang diharapkan diluncurkan ke luar angkasa tahun depan.

Extremely Large Telescope (ELT) berbasis darat ESO, yang akan melihat cahaya pertama akhir dekade ini, juga akan menjelajahi Jupiter. Teleskop tersebut akan mampu melakukan pengamatan yang sangat rinci terhadap aurora planet, memberi kita wawasan lebih jauh tentang atmosfer Jupiter.