Hubbleov teleskop sleduje veľkolepé meniace sa ročné obdobia na Jupiteri a Uráne

Predpoveď pre silný vietor, hmlistý opar

mimo vonkajších planét[{“ attribute=““>Mars do not have solid surfaces to affect weather as on Earth. And, sunlight is much less able to drive atmospheric circulation. Nevertheless, these are ever-changing worlds. And Hubble – as interplanetary meteorologist – is keeping track, as it does every year. Jupiter’s weather is driven from inside-out as more heat percolates up from its interior than it receives from the Sun. This heat indirectly drives color change cycles highlighting a system of alternating cyclones and anticyclones. Uranus has seasons that pass by at a snail’s pace because it takes 84 years to complete one orbit about the Sun. The seasons are extreme because Uranus is tipped on its side. As summer approaches in the northern hemisphere, Hubble sees a growing polar cap of high-altitude photochemical haze that looks similar to the smog over cities on Earth.

Hubble Monitors Changing Weather and Seasons at Jupiter and Uranus

Ever since its launch in 1990, NASA’s Hubble Space Telescope has been an interplanetary weather observer, keeping an eye on the largely gaseous outer planets and their ever-changing atmospheres. NASA spacecraft missions to the outer planets have given us a close-up look at these atmospheres, but Hubble’s sharpness and sensitivity keeps an unblinking eye on a kaleidoscope of complex activities over time. In this way Hubble complements observations from other spacecraft such as Juno, currently orbiting Jupiter; the retired Cassini mission to Saturn, and the Voyager 1 and 2 probes, which collectively flew by all four giant planets between 1979 and 1989.

Inaugurated in 2014, the telescope’s Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Program has been providing us with yearly views of the giant planets. Here are some recent images:

Hubble Space Telescope images of Jupiter taken on November 12, 2022 (left) and January 6, 2023 (right). Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Jupiter

[left]— Predpoveď pre Jupiter je búrlivé počasie v nízkych severných zemepisných šírkach. Je viditeľný výrazný reťazec striedajúcich sa búrok, ktoré tvoria „vírovú cestu“, ako ju nazývajú niektorí planetárni astronómovia. Ide o vlnový vzor vnorených anticyklónov a cyklónov, ktoré sú spolu uzamknuté ako stroj so striedavými ozubenými kolesami otáčajúcimi sa v smere a proti smeru hodinových ručičiek. Ak sa búrky dostanú dostatočne blízko k sebe, vo veľmi nepravdepodobnom prípade splynutia by mohli vytvoriť jednu veľkú búrku, ktorá by potenciálne konkurovala súčasnej veľkosti Veľkej červenej škvrny. Striedavý vzor anticyklón a cyklónov zabraňuje splynutiu samostatných búrok. Aktivita je viditeľná aj vo vnútri týchto búrok; V 90. rokoch neboli v Hubbleovom telese pozorované žiadne cyklóny ani anticyklóny so zabudovanými búrkami, ale tieto búrky sa objavili v poslednom desaťročí. Výrazné farebné rozdiely naznačujú, že Hubbleov teleskop tiež pozoruje výšku a hĺbku rôznych oblakov.

Oranžový mesiac Io fotobombuje tento pohľad na viacfarebnú oblačnosť Jupitera a vrhá tieň smerom k západnej časti planéty. Rozlíšenie Hubbleovho teleskopu je dostatočne ostré na to, aby bolo možné vidieť škvrnitý oranžový vzhľad Io, ktorý súvisí s mnohými aktívnymi sopkami. Tieto sopky boli prvýkrát objavené, keď okolo preletela kozmická loď Voyager 1 v roku 1979. Roztopené vnútro Mesiaca je pokryté tenkou kôrou, cez ktorú sopky vyvrhujú materiál. Síra nadobúda rôzne farby pri rôznych teplotách, a preto je povrch Io taký farebný. Táto fotografia bola urobená 12. novembra 2022.

[right]— Slávna Veľká červená škvrna Jupitera je v strede tohto pohľadu. Hoci je tento vír dostatočne veľký na to, aby pohltil Zem, v skutočnosti sa zmenšil na najmenšiu veľkosť v pozorovaní spred viac ako 150 rokov. Jupiterov ľadový mesiac Ganymede možno vidieť prechádzať cez obriu planétu vpravo dole. Ganymedes je o niečo väčší ako planéta Merkúr a je najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Je to kráterový svet s prevažne vodno-ľadovým povrchom so zjavnými ľadovcovými tokmi poháňanými vnútorným teplom. (Tento obrázok je menší, pretože Jupiter bol od Zeme vzdialený 81 000 míľ, keď bol obrázok urobený). Táto fotografia bola urobená 6. januára 2023.

Hubbleov vesmírny teleskop urobil snímky Uránu 9. novembra 2014 (vľavo) a 9. novembra 2022. Poďakovanie: Veda: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), spracovanie obrazu: Joseph Depascule (STScI)

Urán

Planetárny čudný Urán sa otáča na svojej strane okolo Slnka, keď sleduje 84-ročnú obežnú dráhu, namiesto toho, aby sa otáčal vo vertikálnejšej polohe ako Zem. Planéta Urán má zvláštne naklonenú „horizontálnu“ os rotácie pod uhlom iba osem stupňov k rovine svojej obežnej dráhy. Nedávna teória predpokladá, že Urán mal kedysi masívny mesiac, ktorý ho gravitačne destabilizoval a potom doň narazil. Ďalšie možnosti zahŕňajú obrovské dopady počas formovania planét alebo dokonca obrovské planéty, ktoré na seba v priebehu času vyvíjajú rezonančné prúdy. Dôsledky naklonenia planéty sú také, že po dobu až 42 rokov sú časti jednej pologule úplne bez slnečného svetla. Keď kozmická loď Voyager 2 navštívila v 80. rokoch 20. storočia, južný pól planéty smeroval takmer priamo na Slnko. Najnovší pohľad z Hubbleovho teleskopu ukazuje, že severný pól je teraz naklonený smerom k Slnku.

[left]— Toto je pohľad z Hubbleovho teleskopu na Urán urobený v roku 2014, sedem rokov po severnej jarnej rovnodennosti, keď Slnko svietilo priamo na rovníku planéty, a ukazuje jeden z prvých snímok z programu OPAL. Niekoľko búrok s metánovými ľadovými kryštálovými oblakmi je viditeľných v stredných severných zemepisných šírkach nad azúrovo sfarbenou spodnou atmosférou planéty. Hubble fotografuje prstencový systém z okraja v roku 2007, no v tejto scéne sa prstene začnú otvárať po siedmich rokoch. V tom čase mala planéta veľa malých búrok a dokonca aj niekoľko pásov ľahkej oblačnosti.

[right]— Ako bolo vidieť v roku 2022, severný pól Uránu zobrazuje hustý fotochemický opar, ktorý pripomína smog nad mestami. V blízkosti okraja polárneho oparu je možné vidieť veľa malých búrok. Hubbleov teleskop sleduje veľkosť a jas severnej polárnej čiapky a zdá sa, že je rok od roka jasnejšia. Astronómovia izolujú množstvo vplyvov – od atmosférickej cirkulácie, vlastností častíc a chemických procesov – ktoré kontrolujú, ako sa atmosférické polárne čiapky menia podľa ročných období. Pri uránskej rovnodennosti v roku 2007 nebol ani jeden pól zvlášť jasný. Keď sa v roku 2028 blíži severný letný slnovrat, čapica sa môže ešte zintenzívniť a bude nasmerovaná priamo na Zem, čo umožní dobrý výhľad na prstence a severný pól; Potom sa prstencový systém zobrazí lícom. Táto fotografia bola urobená 9. novembra 2022.

o Hubbleovi

Hubbleov vesmírny teleskop predstavuje pozoruhodnú spoluprácu medzi NASA a ESA, pričom na jeho riadenie dohliada Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelte v štáte Maryland. Vedecký inštitút pre vesmírny teleskop (STScI) v Baltimore, ktorý odhaľuje záhady vesmíru, vedie vedecké úsilie Hubblea. Asociácia univerzít pre výskum astronómie so sídlom vo Washingtone, DC, prevádzkuje STScI v mene NASA.