Poznatky z pokladnice Jupiterovy

   Jupiterův systém je zásobárna rozmanitých světů, rozličných procesů, ojedinělých fenoménů i překvapivých souvislostí. Projděte si následující (zcela neúplný) souhrn poznatků o Jupiterově soustavě z poslední doby.

   Před více než rokem jsem zde informoval o dvou nově objevených měsících planety Jupiter. Astronomové pokračovali v prověřování dalších kandidátů viditelných na snímcích v okolí planety, aby letos mohli potvrdit deset dodatečných přírůstků k rodině oběžnic největší planety Sluneční soustavy. Počet známých přirozených satelitů Jupiteru se tak vyšplhal na 79. Mezi nově objevenými měsíčky vyčnívá objekt přezdívaný Valetudo, který obíhá Jupiter v opačném směru než ostatní měsíčky v téže oblasti. Dříve či později se tak s některým z nich srazí.

Objeveno 12 nových malých měsíců planety Jupiter

New Jupiter Satellites and Moon-Moon Collisions

    ScottSheppard | GeminiObs. | ScienceAlert | EarthSky

    SyFy | AstroBob | Astronotes | BrianKoberlein

 ---

   Zůstaňme ještě u měsíců Jupitera a podívejme se na ty největší - Galileovské. Kosmická sonda Juno, která momentálně kolem Jupiteru obíhá (a je tak vlastně jeho 80. známým satelitem), zaměřila svůj infračervený snímač JIRAM na vulkanicky aktivní měsíc Io a mezi jeho známými sopkami objevila i jedno nové aktivní místo.

Vulkanická činnost na Jupiterově měsíci Io

Juno Data Indicate Another Possible Volcano on Jupiter Moon Io

    Location of Io's New Hotspot | NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

 ---

   Síť radioteleskopů ALMA provedla termální pozorování měsíce Europa.

    ALMA Thermal Observations of Europa

 ---

   Radioteleskopy Nançay Decameter Array pozorovaly interakce magnetických polí Jupiteru a měsíce Ganymed:

Jupiter radio emission induced by Ganymede and consequences for the radio detection of exoplanets

 ---

   I data ze sondy Galileo, která Jupiterův systém zkoumala v letech 1995-2003, přináší dodnes nové objevy o magnetosféře Ganymedu. Ukázalo se dokonce, že Ganymed generuje masivní magnetické vlny.

    Jupiter’s moon Ganymede has powerful chorus waves | NASA/ESA/A. Feild (STScI)

 ---

   Pozemní spektrografy se podívaly na strukturu a složení mraků Velké rudé skvrny v atmosféře Jupiteru.

    The Gas Composition and Deep Cloud Structure of Jupiter’s Great Red Spot

 ---

   Poznatky ohledně výskytu a chování prachu v různých oblastech Jupiterova systému shrnuje následující práce:

Dust in the Jupiter system outside the rings

 ---

   Zpátky k družici Juno, která Jupiter obíhá v současné době a zaměřuje se hlavně na studium Jupiterovy vnitřní struktury a jeho magnetického pole. Měření Juno ukazují, že magnetické pole Jupiteru není jednoduchým dipólem, ale má póly tři.

Nesouměrné pole Jupiterovo

    Jupiter’s Magnetic Field Has Weird Structure

 ---

   Sonda Juno při každém průletu nejnižším bodem její dráhy kolem Jupiteru (perijovum) také snímkuje jeho barevnou dynamickou atmosféru. Obrázky z posledních několika průletů najdete pod následujícími odkazy:

Perijovum 8 | Perijovum 10 | Perijovum 11 | Perijovum 12 | Perijovum 13 | Perijovum 14

    Eleven perijoves | NASA/JPL/SwRI/MSSS/Seán Doran

Odkrývání vrstev Jupitera

   Na letošním zasedání AGU byl prezentován jeden dost významný poznatek o Jupiterově atmosféře. Ta podle gravitačních měření sahá do hloubky 3000 km a celá představuje asi 1% hmotnosti Jupiteru. Pod ní už se Jupiter chová spíše jako pevné těleso rotující jako jediná entita. Dosavadní představa různě rotujících vířících vrstev zdá se, nebyla správná.

   Vypadá to, že Jupiter je spíše než atmosférická planeta prostě planeta s atmosférou. Byť velice mocnou a mohutnou. Pro atmosférické vědce je to stále velké pole působnosti, zatímco pro fyziky je taková atmosféra zanedbatelná. To se hodí do krámu oběma : ) Vědecké postupy vedoucí k těmto závěrům a další detaily rozebírá Emily Lakdawalla v článku Spherical harmonics, gravity, and the depth of winds at Jupiter na webu Planetary Society.

   Mimoto bylo zatím potvrzeno, že Velká rudá skvrna sahá asi 300 km hluboko. To je ale výsledek pouze z mikrovlnného radiometru. Během let 2019 a 2020 bude příležitost prozkoumat, jestli je pod Skvrnou i gravitační anomálie, nebo jestli jde "jen" o atmosférický útvar. Zatím Juno nad skvrnou proletěla jen jednou.

   Shromažďování gravitačních dat nás postupně přibližuje k vykreslení vnitřní struktury Jupiteru. Začíná to vypadat, že v centru snad ani není žádné železo-kamenné jádro, protože se rozpustilo a promíchalo s pláštěm z tekutého metalického vodíku. Je to ale zatím jen varianta, kterou některé výsledky naznačují, nic definitivního. K tomu bude potřeba ještě nějakou dobu létat kolem Jupiteru a dokončit primární misi družice Juno.

Juno, respektive její řídící tým, si musí při každém průletu blízko Jupitera vybrat jestli se bude měřit gravitační pole (přičemž anténa sondy musí mířit k Zemi) nebo jestli se na Jupiter zaměří všechny ostatní přístroje.

NASA / JPL-Caltech

---

Tři skeče z přednášek na AGU2017 od Jamese Tuttle Keanea:

Mapování mikrovlnným radiometrem


Věda od JunoCAM


Přístroj JIRAM pozoruje Galileovské měsíce

Images credit: James Tuttle Keane

Tisková konference z AGU2017 o vědeckých výsledcích družice Juno

Velká rudá skvrna

   Nejznámější bouře ve Sluneční soustavě řádí na Jupiteru již minimálně 400 let. Družice Juno, zaměřená primárně na studium vnitřní struktury Jupiteru, při svém sedmém přiblížení k obří planetě pořídila také čtyři snímky Velké rudé skvrny. Ty se nyní v různých zpracováních objevují ve veřejné galerii JunoCam.

Ačkoli se skvrna v posledních letech zmenšuje, pořád by slupla celou Zemi jako jednohubku.

NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Emanuel DarkEL © CC BY ___________________________________ Rich Ortolano(Riccardo) © PUBLIC DOMAIN

Dr. James M. Beale © CC BY __________________________________ Matteo Vacca © PUBLIC DOMAIN

Emanuel DarkEL © CC BY ____________________________ Ken Schory © PUBLIC DOMAIN

NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Damia Bouic © PUBLIC DOMAIN

NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Jason Major © PUBLIC DOMAIN

Björn Jónsson © CC NC SA ____________________________ Seán Doran © CC NC SA

NASA / JPL-Caltech / MSSS / SwRI / Kevin M. Gill © CC BY

Colin Waite © CC NC SA ____________________________ MilanM © PUBLIC DOMAIN

NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstadt / Justin Cowart

---

Pro srovnání ještě přidávám snímky Velké rudé skvrny, jak jí nafotily předchozí sondy:

VOYAGER 1 - NASA / JPL / Goddard Space Flight Center

VOYAGER 2 - NASA / JPL / Björn Jónsson

GALILEO - NASA / JPL / Björn Jónsson

CASSINI - NASA / JPL / Space Science Institute

Přírůstky k rodině Jupiterově

   Astronomie je obor, ve kterém člověk často najde něco úplně jiného, než co původně hledal. Přesně to se stalo Scottu Sheppardovi, jenž má přidělen pozorovací čas na šesti a půl metrovém Magellanově teleskopu na observatoři v Las Campanas v Chile. Scott pomocí Magellana hledá vzdálené objekty obíhající daleko za Neptunem včetně stále jen teoreticky předpovězené Deváté planety. Během tohoto dlouhodobého projektu Scott jen tak bokem našel dva nové měsíce Jupitera.

   Planeta Jupiter se totiž v březnu 2016 nacházela poblíž zrovna snímkovaného zorného pole, což umožnilo proskenovat její okolí. Výsledkem jsou dva nově potvrzené měsíčky obíhající Jupiter po retrográdních drahách (proti směru otáčení planety). To stanovuje počet aktuálně známých satelitů planety Jupiter na 69 (s umělou družicí Juno je to rovných 70). 

Sky & Telescope / Scott Sheppard

   Nově objevené měsíčky mají rozměry 1 až 2 kilometry a dostaly prozatimní označení S/2016 J 1 a S/2017 J 1. Jupiter oběhnou jednou za 1,65 respektive 2,01 pozemského roku. S určením jejich drah pomohli astronomové David Tholen a Chadwick Trujillo použitím osmi metrového dalekohledu Subaru na Havaji a čtyř metrového reflektoru Victor Blanco v Chile. 

Scott Sheppard - New Moons of Jupiter Announced in 2017

   Navíc na snímcích z roku 2017 pořizovaných právě kvuli potvrzení oběžných drah nově objevených satelitů bylo zachyceno několik dalších měsíčků! Zatím není jasné, jestli se jedná o zcela nové objevy nebo o znovunalezení některého z 11 ztracených Jupiterových měsíců, jež byly spatřeny už dříve, ale jelikož se přesně neurčily jejich dráhy, nikdo je (možná až doteď) znovu nepozoroval. Na začátku roku 2016 bylo 'ztracených' měsíců dokonce 14, ale tři z nich už se v aktuálních datech podařilo identifikovat. Na rozuzlení ostatních budou potřeba další pozorování, ke kterým bude prostor počátkem roku 2018. 

Doporučuji průběžně sledovat Scottovu stránku s výpisem známých Jupiterových měsíců. Jak je vidět, dokonce i když přímo u Jupitera máme výzkumnou sondu, vyplatí se občas se na něj podívat i pozemními teleskopy. 

Juno zdraví z mise u krále planet

Největší planeta Sluneční soustavy - Jupiter - má už od loňského léta návštěvu v podobě sondy Juno, pojmenované po sestře/manželce boha Jupitera. Juno je primárně zaměřena na studium vnitřní struktury krále planet a jeho magnetického pole, přesto se na její palubě našlo místo na malou digitální kameru, která během nejbližších průletů snímá bouřlivou atmosféru tohoto obra Sluneční soustavy. 

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Elisabetta Bonora

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstaedt/John

  NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Světy s atmosférou

Mezi desítkami světů ve Sluneční soustavě najdeme jen málo míst, na kterých díky dostatečně hustému obalu z plynů existuje počasí a lze tedy mluvit o atmosféře.

Díky misi New Horizons se nyní Pluto přidalo mezi tělesa, jejichž atmosféru jsme pozorovali přímo:

Sonda se po průletu kolem daleké trpasličí planety ohlédla zpět, když zrovna prolétala jejím stínem. Slunce schované za Plutem ozářilo jeho vzdušný obal a my tak můžeme studovat vrstvy pět miliard kilometrů vzdálené atmosféry! Ta sahá zhruba 130 kilometrů nad povrch, ale je řiďounká - tlak u povrchu je sto tisíc krát menší než na Zemi.

Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Podobně řídkou atmosféru má Neptunův měsíc Triton, o kterém ovšem máme jen málo dat:

Na tomto snímku je vidět slabá mlžná vrstva nad horizontem. Snímky, kde by Slunce nasvětlovalo atmosféru jako u Pluta v předchozím případě, bohužel nejsou k dispozici. Zato bylo pozorováno, jak je materiál prýštící z gejzírů na povrchu unášen větrem. Triton je takovým bráškou Pluta, který spadl pod gravitační vliv Neptuna, zatímco Pluto zůstalo svým vlastním pánem. Jinak jsou si ale podobní svými rozměry, složením, vzdáleností od Slunce a právě atmosférou.

Credit: NASA/Voyager 2

Vzduch poněkud zhoustne, pokud se posuneme na Mars:

Marťanská atmosféra už je velmi dynamická a zásadně se podílí na přetváření povrchu větrnou erozí, přenášením materiálu a sezónními cykly. Nepodařilo se mi najít snímek, na kterém by byla pěkně nasvícená Sluncem schovaným za Marsem, a tak se na ní podíváme alespoň z opačné strany - přímo z povrchu Rudé planety! Pohleďte na mraky plující marsovskou oblohou:

Credit: NASA/JPL-Caltech

Ještě hustější a divočejší je tenká modrá vrstva chránící život na naší planetě - dýchající atmosféra matky Země:

Rozmary zdejšího počasí všichni dobře známe : )

Druhý největší měsíc ve Sluneční soustavě má také druhou nejhustší atmosféru mezi kamennými světy. Vítejte na Titanu:

Saturnův měsíc Titan je zahalený v neprůhledné dusíkaté atmosféře. Tlak je tu 1,5x vyšší než na Zemi, díky čemuž mohou na povrchu existovat jezera z kapalných uhlovodíků s nimiž probíhá podobný cyklus, jako je koloběh vody v pozemské přírodě. Na snímku je krásně vidět jemná struktura modrých horních vrstev z metanu, které sahají stovky kilometrů nad povrch Titanu nebo vzdušný vír nad jižním pólem tohoto fantastického živoucího světa.

Credit: NASA/JPL/SSI/Gordan Ugarkovic

A nejhustší atmosféra ze všech - celoplanetární skleník Venuše:

Nádherný snímek z japonské solární observatoře, která pozorovala přechod Venuše přes sluneční disk v roce 2012. Jasně patrný prstýnek podsvícené atmosféry obklopuje Venuši s obřím Sluncem žhnoucím v pozadí. Hustá vrstva oxidu uhličitého způsobuje na Venuši silný skleníkový efekt a ta tak trpí pekelnými teplotami a atmosférickým tlakem devadesáti násobku toho pozemského!

Credit: JAXA

To je šest kamenných světů s atmosférou v naší Soustavě. Samozřejmě jsou tady ještě čtyři obří plynné planety, což jsou v podstatě monstrózní atmosféry na kamenných jádrech. Celé jsou převážně z vodíku a helia, sem tam nějaký ten metan a podobně... A co do atmosférických procesů jsou zcela extrémní! Aby jim to nebylo líto, dáme si sem alespoň jejich náhledy (zvětšit rozkliknutím):

 

Horní vrstvy Jupiterovy atmosféry respektive překrásně podsvícený Saturn s majestátnými prstenci

 

Srpek Uranu respektive jižní pól Neptunu i s Tritonem

Rozloučíme se fotografií úplného zatmění Slunce v Evropě z roku 1999. Při zatměních lze totiž spatřit sluneční atmosféru - korónu: