(Researchers using NASA’s James Webb Space Telescope’s NIRCam (Near-Infrared Camera) have discovered a high-speed jet stream sitting over Jupiter’s equator, above the main cloud decks. At a wavelength of 2.12 microns, which observes between altitudes of about 12-21 miles (20-35 kilometers) above Jupiter’s cloud tops, researchers spotted several wind shears, or areas where wind speeds change with height or with distance, which enabled them to track the jet. This image highlights several of the features around Jupiter’s equatorial zone that, between one rotation of the planet (10 hours), are very clearly disturbed by the motion of the jet stream. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI))
(Astronomers using NASA’s James Webb Space Telescope have discovered a high-speed jet stream traveling over Jupiter’s equator above the main cloud decks. The jet is traveling 320 miles per hour (515 kilometers per hour). It is located around 25 miles (40 kilometers) in altitude, in Jupiter’s lower stratosphere, just above the tropospheric hazes next to the boundary between the layers. Jupiter has a layered atmosphere, and this illustration displays how Webb is uniquely capable of collecting information from higher layers of the altitude than before. Scientists were able to use Webb to identify wind speeds at different layers of Jupiter’s atmosphere in order to isolate the high-speed jet. The observations of Jupiter were taken 10 hours apart, or one Jupiter day, in three different filters, noted here, each uniquely able to detect changes in small features at different altitudes of Jupiter’s atmosphere. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Illustration: Andi James (STScI))
제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표 중 하나는 태양계 내 천체들입니다. 목성도 예외가 아닌데, 탐사선 주노와 다른 영역과 시간대에 관측할 수 있어 시너지 효과를 기대할 수 있습니다.
최근 제임스 웹 우주 망원경은 목성의 구름층 위에 있는 거대한 제트 기류를 포착했습니다. 스페인 바스크 컨트리 대학의 리카르도 우에소 (Ricardo Hueso of the University of the Basque Country in Bilbao, Spain)가 이끄는 연구팀은 목성의 적도 대기 상층에 이제까지 보고된 적이 없는 폭 3000km의 제트 기류를 발견했습니다.
연구팀은 2022년 7월 10시간 간격으로 관측된 목성의 근적외선 카메라 NIRCam (Near-Infrared Camera) 데이터를 분석하던 중 이상하게 흐려진 부분들을 확인하고 제트 기류의 존재를 알아챘습니다.
지상의 망원경은 물론 허블 우주 망원경이나 심지어 목성을 탐사한 주노 우주선도 알아채지 못한 사실을 강력한 근적외선 영역 관측 결과 확인한 것입니다.
이 제트 기류는 지구의 제트 기류처럼 구름층 보다 높은 하부 성층권에 존재합니다. 다만 목성의 구름층이 여러 개고 지구보다 더 두껍기 때문에 고도는 구름층에서 40km 정도 위에 있으며 속도도 시속 515km로 카테고리 5 허리케인보다 두 배 이상 빠릅니다.
목성의 강력한 제트 기류는 목성의 거대한 크기와 빠른 자전 속도 때문으로 생각되지만, 생성 원인이나 특징에 대해 잘 모르는 부분이 많습니다. 연구팀은 2-4년 주기로 제트 기류의 강도나 특징이 바뀔 수 있다고 보고 연구를 계속하고 있습니다.
참고
https://phys.org/news/2023-10-webb-feature-jupiter-atmosphere.html
Hueso, R. et al. An intense narrow equatorial jet in Jupiter's lower stratosphere observed by JWST, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02099-2. www.nature.com/articles/s41550-023-02099-2
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