Avrupa Güney Gözlemevi’nin (ESO) ortağı olduğu Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesini (ALMA) kullanan bir gökbilimciler ekibi Jüpiter’in orta atmosferindeki rüzgârları ilk kez doğrudan ölçebildi. 1990’lardaki bir kuyruklu yıldız çarpışmasının sonuçlarını analiz eden araştırmacılar Jüpiter’in kutupları yakınında hızları saatte 1450 kilometreye kadar çıkan inanılmaz güçlü rüzgârları ortaya çıkardı. Ekibin tabiriyle bu rüzgârların temsil ettiği şey “Güneş Sistemimizdeki benzersiz meteorolojik canavar” olabilir.
Jüpiter belirgin kırmızı ve beyaz bantlarıyla ünlüdür: gökbilimcilerin genellikle Jüpiter’in alt atmosferindeki rüzgârları izlemek üzere kullandığı hareket halindeki çalkantılı gaz bulutları. Gökbilimciler ayrıca Jüpiter’in kutupları yakınlarında, gezegenin üst atmosferindeki güçlü rüzgârlarla bağlantı olduğu anlaşılan, kutup ışıkları olarak bilinen canlı parıltıları da görmüştür. Ancak şimdiye kadar araştırmacılar bu iki atmosfer tabası arasındaki, katyuvarında (stratosfer) oluşan rüzgâr desenlerini doğrudan ölçememişti.
Jüpiter’in katyuvarındaki rüzgâr hızlarını rüzgâr-takip teknikleri ile ölçebilmek mümkün değildir çünkü atmosferin bu kısmında bulutlar yoktur. Ancak, gökbilimciler 1994 yılında gaz devi ile olağanüstü bir şekilde çarpışan Shoemaker–Levy 9 kuyruklu yıldızı biçiminde alternatif bir ölçüm aracı geliştirdi. Bu çarpmanın Jüpiter’in katyuvarında meydana getirdiği yeni moleküller, rüzgâr sayesinde o zamandan bu yana hareket halindeler.
Fransa’daki Bordeaux Astrofizik Laboratuvarından Thibault Cavalié liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi Jüpiter’deki katyuvarı “jetlerini” doğrudan ölçebilmek için bu moleküllerden birini izledi — hidrojen siyanür. Bilim insanları “jetler” kelimesini atmosferdeki dar rüzgâr bantlarına işaret ederken kullanıyor, Dünya’nın jet akımları gibi.
“En dikkat çekici sonuç kutupların yakınlarındaki kutup ışıkları altında yer alan, hızları saniyede 400 metreye kadar çıkan güçlü jetlerin varlığıydı,” diyor Cavalié. Saatte 1450 kilometreye karşılık gelen bu rüzgâr hızları, Jüpiter’in Büyük Kırmızı Lekesinde ulaşılan maksimum fırtına hızının iki katından, Dünya’daki en güçlü fırtınalarda ölçülen rüzgâr hızından ise üç kat daha fazladır.
“Tespitlerimize göre bu jetler Dünya’nın dört katı büyüklüğünde bir çapa ve 900 kilometre yüksekliğe sahip dev bir girdap gibi davranıyor olabilir,” diye açıklıyor Bordeaux Astrofizik Laboratuvarından eş-yazar Bilal Benmahi. “Bu büyüklükte bir girdap Güneş Sistemimizdeki eşsiz bir meteorolojik canavara benzetilebilir,” diye ekliyor Cavalié.
Gökbilimciler Jüpiter’in kutuplarındaki güçlü rüzgârların varlığından haberdardı, ancak bunlar bugün Astronomy & Astrophysics adlı dergide yayımlanan yeni araştırmanın odaklandığı alanın yüzlerce kilometre üstünde, atmosferin üst kısımlarında yer almaktaydı. Önceki araştırmalara göre bu üst-atmosfer rüzgârları hızlarını azaltarak katyuvarına kadar alçalmadan çok önce yok olmaktaydılar. “Yeni ALMA verileri bunun tam tersini söylüyor,” diyor ve ekliyor Cavalié, Jüpiter’in kutuplarına yakın bölgede böylesine güçlü katyuvarı rüzgârlarıyla karşılaşmak “gerçek bir sürprizdi”.
Ekip, Shoemaker–Levy 9 çarpmasından bu yana Jüpiter’in katyuvarında dolaşan hidrojen siyanür moleküllerini analiz etmek için Şili’nin kuzeyindeki Atacama Çölüne bulunan 66 yüksek-hassasiyetli ALMA anteninin 42’sini kullandı. ALMA verileri ile gezegenin bu bölgesindeki rüzgârların neden olduğu Doppler kayması — moleküller tarafından yayılan ışınımın frekansındaki küçük değişimler — ölçülebildi. “Bu kaymayı ölçerek rüzgârların hızını ortaya çıkardık, aynı tren düdüğündeki frekansın değişiminden hareket halindeki trenin hızını bulmak gibi,” diyor ABD Southwest Araştırma Merkezi’nden eş-yazar gezegen bilimci Vincent Hue.
Şaşırtıcı kutup rüzgârlarına ek olarak ekip ayrıca ALMA verilerini kullanarak gezegenin ekvatoru civarındaki güçlü katyuvarı rüzgârlarının varlığını, hızlarını yine ilk kez doğrudan ölçerek, onaylamış oldu. Gezegenin bu bölgesinde tespit edilen jetlerin ortalama hızları saatte 600 kilometreye kadar ulaşıyor.
Jüpiter’in kutuplarındaki ve ekvator bölgesindeki katyuvarı rüzgârlarını izlemek için gereken ALMA gözlemleri, teleskop zamanının 30 dakikasını aldı. “Bu kadar kısa bir sürede ulaştığımız ayrıntı seviyesi ALMA gözlemlerinin gerçek gücünü ortaya koyuyor,” diyor ABD Southwest Araştırma Enstitüsünden eş-yazar Thomas Greathouse. “Bu rüzgârların ilk kez doğrudan ölçülebilmesi beni hayretler içinde bırakıyor.”
“Bu ALMA sonuçları Jüpiter’in kutup ışıkları bölgelerinin araştırılmasına dair yeni bir pencere açıyor ki, bu durum birkaç ay öncesine kadar beklenen bir şey değildi,” diyor Cavalié. “JUICE görevi ve Milimetre-altı Dalga Boyu Aygıtı ile yapılacak benzer ve daha kapsamlı ölçümler için de zemin hazırlamış oldular,” diye ekliyor Greathouse, önümüzdeki yıl uzaya fırlatılması beklenen, Avrupa Uzay Ajansı’nın Jüpiter Buzlu Uydular Kaşifine atıf yaparak.
ESO’nun ilk ışığını bu on yılın sonunda alması beklenen, yer-konuşlu Aşırı Büyük Teleskobu da (ELT) Jüpiter’i keşfetmeye devam edecek. Gezegenin kutup ışıklarını ayrıntılı bir şekilde gözleyecek olan teleskop, Jüpiter’in atmosferi hakkında yeni bakış açıları sağlayacak.
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin