Proč jsou póly Jupiteru teplejší než jeho rovník?

Mise Juno pomohla vysvětlit dávnou záhadu: póly planety Jupiter - respektive jeho vrchní atmosféry - jsou teplejší, než rovník. Co je ohřívá? (délka blogu 5 min.)  

Jupiter je od Slunce pětkrát vzdálenější než naše Země. Pokud by se jednalo o běžnou kamennou planetu, byla by velice chladná a nikdo by nečekal, že v její atmosféře budou panovat vysoké teploty. Jupiter ovšem není jen tak obyčejná planeta. Má obří rozměry a rozsáhlou atmosféru - která překvapuje svými vlastnostmi. Například tím, že na pólech vykazuje daleko vyšší teplotu než na rovníku. 

Je to vidět na horním obrázku. Jedná se o složený snímek. Jednu část tvoří běžná fotografie Jupiteru ve viditelném světle. Druhou částí je infračervená komponenta v barvách, které naznačují teplotu planety. Nejsvětlejší místa jsou zároveň ta nejteplejší. 

Teplota Jupiteru

Vzhledem k množství dopadajícího slunečního světla (tedy energie, kterou planeta dostává od Slunce) by měla dosahovat teoretická průměrná teplota v horní atmosféře planety přibližně minus 73 stupňů Celsia. Nejteplejší by pak byl samozřejmě rovník - zatímco nejchladnější by byl pól planety. 

Tak tomu ale ve skutečnosti není - ve vnější části atmosféry stoupá teplota až ke 426 °C. Vědci dlouho netušili, proč se to děje. Celou věc se podařilo vysvětlit až nedávno. Na vyřešení záhady horkých pólů se podílela sonda Juno (NASA), spolu s japonskou družicí Hisaki (JAXA) a teleskopem Keck, který se nachází na Mauna Kea na Havaji. Zdá se, že Jupiterovu atmosféru ohřívá polární záře. Zároveň je tedy jasné, proč se nacházejí nejteplejší místa právě na pólech. 

Polární záře

Polární záře vzniká tehdy, když elektricky nabité částice atmosféry reagují s magnetickým pólem planety. Pohybují se podél neviditelných siločar, dopadají na atomy a molekuly v atmosféře a uvolňují přitom energii v (pro ně) typické části spektra. Na naší vlastní planetě to způsobuje barevné efekty na nebi. 

Jupiter, který je daleko větší a disponuje nejsilnějším planetárním magnetickým polem ve Sluneční soustavě - produkuje trochu intenzivnější polární záři. Je jedinou planetou, u které se zatím zaznamenala polární záře, která je tak vysoce energetická, že patří dokonce k rentgenové části elektromagnetického spektra. U ostatních obřích planet se očekává podobný jev v méně energetické - ultrafialové části spektra. 

Na rentgenové polární záři Jupiteru se nepřímo podílí také jeden z jeho velkých měsíců - Io. Ten totiž vykazuje značnou vulkanickou aktivitu. Jsou to právě jeho vulkány, které svými výbuchy neustále zásobují okolí obří planety ionty a molekulami. 

I když vědci tušili, jak může polární záře vznikat, nebylo donedávno možné teorii potvrdit. Neexistovala totiž přesná mapa teplot atmosféry obří planety. Dosavadní mapy teplot se skládaly jen z několika pixelů - a to nebylo dost na to, aby se daly ověřit jakékoliv teorie. 

Změnila to až práce sondy Juno, teleskopu Keck a satelitu Hisaki. 

Během několika let se podařilo vytvořit mapy s více než deseti tisíci jednotlivými datovými body. Podařilo se nejen prokázat, jakým způsobem vzniká polární záře a jaký má vztah k magnetickému poli planety. Ukázalo se také, že se v atmosféře Jupiteru daří teplo z polárních oblastí dokonce distribuovat až na rovník - i když je rovník přesto daleko chladnější než pól.

Změny v ohřevu planetární atmosféry

Pozorování satelitu Hisaki společnosti JAXA navíc ukázala, že se podmínky pro vznik polární záře Jupiteru mění v průběhu času. Může za to … naše centrální hvězda, Slunce.

Magnetické pole obří planety je silně ovlivněno slunečním větrem. 

Proud vysokoenergetických částic, který vychází ze Slunce, si vytváří a nese s sebou své vlastní magnetické pole. Když se setká s planetárním magnetickým polem Jupiteru, ovlivní jeho tvar. Lidově se dá říci, že ho “stlačí”. Komprimované magnetické pole Jupiteru pak je schopné vytvořit ještě intenzivnější a efektnější polární záři, která zároveň intenzivněji ohřeje vrchní část atmosféry v místech, kde z planety vycházejí magnetické siločáry - na pólech planety. 

Znalosti o atmosféře obří planety se mohou na první pohled zdát nepříliš užitečné. Možná se ale situace změní v okamžiku, kdy se k ní a jejím měsícům - vydá první lidská posádka.