NASA:s rymdfarkost Juno har rört djupet av Jupiter, avslöjar att planetens berömda band av virvlande vindar sträcker sig tusentals kilometer ner. Verket är den skarpaste inblicken i Jupiters inre hittills.

Jupiters färgglada ränder är atmosfäriska mönster som består av vindar som flyter växelvis öster och väster. Tills nu, forskare har inte kunnat säga om dessa band är begränsade till ett grunt lager eller når djupare in i planeten. "Att fastställa detta är ett av huvudmålen med Juno-uppdraget, " sa teammedlemmen Yohai Kaspi, en geofysiker vid Weizmann Institute of Science i Rehovot, Israel, den 18 oktober vid American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences möte i Provo, Utah.

Juno anlände till Jupiter i juli 2016 och har snurrat runt den en gång var 53:e dag. Uppdraget har redan avslöjat flera mystiska fenomen, som Jupiters ojämna magnetfält och uppsättningar av cykloner som virvlar runt planetens nord- och sydpoler som dansare runt en majstång.

Genom att studera Jupiters gravitationsfält, forskare kan sondera tusentals kilometer in i planeten. Vid varje närflygning, Juno mäter planetens komplexa gravitationella bogserbåt. Dessa observationer har redan avslöjat att Jupiter har en liten, 'suddig', dåligt definierad kärna1.

Inre virvel

De senaste resultaten visar att Jupiters gravitationsfält är snett, med olika mönster på dess norra och södra halvklot, sa Tristan Guillot, en planetforskare vid observatoriet i Côte d'Azur i Nice, Frankrike. Det tyder på att dess väterika gas strömmar asymmetriskt djupt i planeten. "Detta är något som inte var väntat, " Sade Guillot vid mötet. "Vi var inte alls säkra på om vi skulle kunna se det."

En annan ledtråd till strukturen i Jupiters inre kom från hur gravitationsfältet varierar med djupet. Teoretiska studier förutspår att ju större gravitationssignalen, desto starkare gasflöde djupt ner2, 3. Den informationen är viktig för att få reda på om hela Jupiters inre roterar som en enda solid kropp, eller om olika lager snurrar separat från varandra, som en uppsättning häckande ryska dockor som rör sig inom varandra.

Juno upptäckte en gravitationssignal som är tillräckligt kraftfull för att indikera att materialet flyter så långt ner som 3, 000 kilometer. "Vi tar bara molnen och vindarna och förlänger dem in i det inre, ", sa Kaspi. Framtida arbete kan hjälpa till att fastställa hur starkt flödet är på olika djup, vilket skulle kunna avgöra om Jupiters inre verkligen liknar ryska dockor.

Juno-forskare letar nu efter att se vad mer gravitationsdata kommer att berätta för dem, till exempel hur långt den berömda stormen som kallas den stora röda fläcken sträcker sig in i atmosfären.

Ett annat instrument ombord på Juno har redan antytt att den stora röda fläckens rötter kan gå hundratals kilometer ner, och det kan gå ännu djupare. "Det är ännu inte klart att det är så djupt att det kommer att dyka upp i gravitationsdata, sa David Stevenson, planetvetare vid California Institute of Technology i Pasadena. "Men vi försöker."

Polarcirklar

Juno har också tittat in i Jupiters djup på andra sätt. En stor överraskning från uppdraget var kluster av cykloner vid varje pol, ses av Junos kameror i synliga och infraröda våglängder. Forskare hade inte sett stormarna tidigare eftersom Juno är den första rymdfarkosten som flyger över Jupiters polarområden. Det finns åtta cykloner runt nordpolen och fem runt sydpolen – alla är mystiska, eftersom datormodellering tyder på att sådana små stormar inte skulle vara stabila i virvlande polarvindar.

Svaret kan ligga i ett udda fysikbegrepp känt som en virvelkristall, sade Fachreddin Tabataba-Vakili, en planetforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena. Sådana kristaller har setts i ett fåtal jordbaserade fenomen som roterande supervätskor; de föds när små virvlar bildas och kvarstår när materialet som de är inbäddade i fortsätter att flöda.

Något med flödet runt Jupiters poler kan skapa samma dynamik, Sade Tabataba-Vakili. Nästa upp är att räkna ut varför det finns åtta cykloner vid ena polen och fem vid den andra, han lade till.

Mellan Jupiters polära cykloner och dess djupa inre flöden, Juno fortsätter att reta upp nya överraskningar från solsystemets största planet. "Det är klart att jätteplaneter har många hemligheter, sa Guillot.