Hvorfor Jupiter har belter

Skybeltene på planeten Jupiter kan være laget av tidevannskrefter fra månene. Franske og tyske forskere har bygget en mini-Jupiter i laboratoriet for å prøve ut teorien.

Publisert

Planeten Jupiter er den største i vårt solsystem.

Overflaten er dekket av skyer, og skyene danner belter: mørke bånd og lyse soner som kan sees i selv et lite teleskop. Beltene snurrer med forskjellig fart og i forskjellig retning, og er i virkeligheten orkaner med enorme vindhastigheter.

Det mørke båndet rundt den særpregede røde flekken kalles det sydlige ekvatorialbåndet. Det er spesielt aktivt, og forandrer farge med jevne mellomrom. Sist skjedde det for få dager siden, da Jupiter kom til syne igjen på morgenhimmelen etter å ha passert bak sola.

T.v: Slik så Jupiter ut i november ifjor. T.h: 13. mai i år var det mørke sørlige ekvatorialbeltet ved den røde flekket blitt lyst. Astronomene tror det skyldes at stigende skyer av lys, frosset ammoniakk av og til dekker for de mørkere, varmere gassene i beltene. Dette skjer med jevne mellomrom, sist i 1990. Bildene er tatt av den australske amatørastronomen Anthony Wesley.
T.v: Slik så Jupiter ut i november ifjor. T.h: 13. mai i år var det mørke sørlige ekvatorialbeltet ved den røde flekket blitt lyst. Astronomene tror det skyldes at stigende skyer av lys, frosset ammoniakk av og til dekker for de mørkere, varmere gassene i beltene. Dette skjer med jevne mellomrom, sist i 1990. Bildene er tatt av den australske amatørastronomen Anthony Wesley.

Forskerne tror at de mørkere båndene er varmere, synkende gasser, mens de lysere sonene er stigende skyer av frosset ammoniakk. Sirkulasjonen holdes i gang av varmen innefra planeten, omtrent som strømningene i en vanngryte på kokeplata. Dette kalles konveksjon.

Overflaten eller dypet?

Forskerne har hatt to hovedteorier for denne konveksjonen. Den ene går ut på at strømvirvlene som lager beltene bare er ytterst i atmosfæren.

Da kan beltene forklares omtrent på samme måte som vår jord har soner med framherskende vindretninger på forskjellige breddegrader, for eksempel vestavindsbeltet som preger været i Norge, og nordøstpassaten som går motsatt retning sør for ekvator.

Den andre teorien er at beltene går dypt ned mot kjernen av Jupiter, slik at Jupiter blir som en stabel av flate sylindre eller tykke ”pannekaker” oppå hverandre som roterer med forskjellig fart.

Tidevannskrefter

Nå har sylinderteorien gjort en ny teoretisk omdreining, bokstavelig talt. Tyske og franske forskere har foreslått at sylinderne ikke dannes av varme innenfra, men av tyngdekraften fra Jupiters mange måner.

Denne tyngdekraften trekker på gassene i Jupiters atmosfære, akkurat som vår måne trekker opp en tidevannsbølge i våre verdenshav. Derfor kalles disse kreftene for tidevannskreftene.

En teoretisk modell viser at når månene snurrer rundt Jupiter med bestemte hastigheter, kan summen av disse tidevannskreftene føre til at atmosfæren deler seg i adskilte flate sylindre eller ”pannekaker”.

Mini-Jupiter

"Prinsippskisse av forsøket. Til venstre: Kuleformet uthuling fylt med vann (Jupiter) inne i myk (gul) silikonsylinder. Til høyre: Sylinder som presses mot den myke silikonsylinderen for å deformere den vannfylte kula (Jupiter) og etterligne tidevannskrefter. (Illustrasjon: forskning.no)"
"Prinsippskisse av forsøket. Til venstre: Kuleformet uthuling fylt med vann (Jupiter) inne i myk (gul) silikonsylinder. Til høyre: Sylinder som presses mot den myke silikonsylinderen for å deformere den vannfylte kula (Jupiter) og etterligne tidevannskrefter. (Illustrasjon: forskning.no)"

For å prøve ut teorien, laget forskerne en mini-Jupiter i laboratoriet.

De laget Jupiter som en kuleformet uthuling i en myk silikonsylinder. Denne uthulingen fylte de med vann. Vannet skulle etterligne atmosfæren til Jupiter.

Så trykket de flate metallsylindre mot silikonsylinderen. ”Jupiter-vannkula” ble klemt litt flat i en oval form. Dette skulle liksom være virkningen av tidevannskreftene.

Klemme-sylindrene roterte også rundt modellen med forskjellig fart, slik virkelige måner ville gjort. Inni vannkula var det plaststrimler som lot forskerne ta film av hvordan vannstrømmene i Jupiterkula ble.

Ved spesielle omdreiningshastigheter på klemme-sylindrene skjedde det: Vannstrømmene dannet belter som roterte med forskjellige hastigheter.

Bare en del av historien

Likevel mener forskerne at tidevannskreftene ikke kan være hele forklaringen på hvorfor Jupiter har slike orkanbelter i atmosfæren. Til det er tidevannskreftene fra de relativt små månene for svake i forhold til kjempeplaneten.

- Tidevannet er ikke hele historien, det er bare deler av den, sier Cyprien Morize til tidskriftet Science.

Han og de andre forskerne skal publisere resultatene i tidsskriftet Physical Review Letters.

Lenker:

Nyhetsmelding på nettsidene til tidskriftet Science
Tidsskriftet Physical Review Letters
Abstract til artikkelen
Animasjon fra romsonden Voyager 1 viser hvordan skybeltene beveger seg
Nettstedet til den australske amatørastronomen Anthony Wesley, med flere bilder av Jupiter og de andre planetene