Den här bilden visar hur den stora kalla fläcken förändras dramatiskt i form och storlek under olika dagar. Varje vy kommer från en annan dag, med fläcken som ibland nästan försvinner. Eftersom funktionen är dynamisk, ändras över både dagliga och årliga tidsskalor, det är troligt att denna funktion är ett vädersystem som är i ett konstant tillstånd av förändring. Men trots denna variation, den ses igen femton år senare, visar att det måste reformeras om och om igen. Kredit:IRTF/NASA.
En andra stor fläck har upptäckts på Jupiter av astronomer vid University of Leicester, konkurrerar med planetens berömda stora röda fläck och skapas av de kraftfulla energierna som utövas av den stora planetens polära norrsken.
Döpt till "den stora kalla platsen", det har observerats som en lokaliserad mörk fläck, upp till 24, 000 km i longitud och 12, 000 km på latitud, i gasjättens tunna termosfär på hög höjd, det är cirka 200K (Kelvin) kallare än den omgivande atmosfären, som kan variera i temperatur mellan 700K (426ºC) och 1000K (726ºC).
Resultaten publiceras idag (11 april) i Geofysiska forskningsbrev .
Dr Tom Stallard, Docent i planetarisk astronomi och huvudförfattare till studien, sa:"Detta är första gången någon väderlek i Jupiters övre atmosfär har observerats borta från planetens ljusa norrsken.
"Den stora kalla fläcken är mycket mer flyktig än den långsamt föränderliga stora röda fläcken, förändras dramatiskt i form och storlek på bara några dagar och veckor, men det har dykt upp igen så länge vi har data att söka efter det, i över 15 år. Det tyder på att den ständigt reformerar sig själv, och som ett resultat kan det vara lika gammalt som norrskenet som bildar det - kanske många tusen år gammalt."
Den stora kalla platsen upptäcktes först på Jupiter med hjälp av observationer tagna av Jupiters norrskensregion av CRIRES-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope. Bilderna till vänster visar de ljusa bågarna av Jupiters infraröda norrsken under två separata nätter, den övre vänstra bilden den 17 oktober och tre bilder tagna den 31 december 2012, när planeten sakta roterar. Dock, den stora kalla fläcken kan inte ses tydligt förrän dessa bilder är mättade så att hela norrskenet blir vitt, som visas till höger. Här, planeten lyser som ett resultat av temperaturen i den övre atmosfären, och de distinkta områden av kylning som avslöjar den stora kalla platsen kan ses. Kredit:VLT/ESO
The Great Cold Spot tros vara orsakad av effekterna av planetens magnetfält, med den massiva planetens spektakulära polära norrsken som driver energi ut i atmosfären i form av värme som strömmar runt planeten.
Detta skapar ett område av kylning i termosfären, gränsskiktet mellan den underliggande atmosfären och rymdens vakuum. Även om vi inte kan vara säkra på vad som driver den här väderfunktionen, en ihållande avkylning är mycket sannolikt att driva en virvel som liknar den stora röda fläcken.
Astronomerna använde CRIRES-instrumentet på Very Large Telescope (VLT) för att observera spektrala utsläpp av H3+, en jon av väte som finns i stora mängder i Jupiters atmosfär, vilket gjorde det möjligt för forskarna att kartlägga medeltemperaturen och densiteten för planetens atmosfär. De använde sedan bilder av H3+-emission från Jupiters jonosfär tagna av NASA:s InfraRed Telescope Facility mellan 1995-2000 för att jämföra.
Genom att kombinera bilder tagna under en tidsperiod, inklusive över 13, 000 bilder tagna under mer än 40 nätter av InfraRed Telescope Facility, astronomerna avslöjade närvaron av den stora kalla fläcken som ett område av mörker bland den varma miljön i Jupiters övre atmosfär.
Detta är en karta över Jupiters jonosfärs norra halvklot, sammanlagt över 13, 000 bilder, och mer än 40 nätter. På den översta bilden, norrskenet syns tydligt, men först när norrskenet är mättat kan det icke-norrande utsläppet avlägsnas. Detta avslöjar att Great Cold Spot kan ses som ett kontinuerligt observerat inslag under hela sex år av IRTF-observationskampanjen – som startade mer än 15 år före VLT-observationen. Kredit:IRTF/NASA
Dr Stallard, som finansieras av Science and Technology Facilities Council, tillade:"Det som är förvånande med Jupiter är att, till skillnad från vädersystemen på jorden, den stora kalla platsen har observerats på samma plats i 15 år. Det gör det mer jämförbart med vädersystem i Jupiters lägre atmosfär, som den stora röda fläcken.
"Observationer och modellering av jordens övre atmosfär har visat att, på kort sikt, det kan förekomma förändringar i den övre atmosfärens temperatur och densitet.
"De två huvudsakliga skillnaderna är för det första att jordens norrsken ser dramatiska förändringar orsakade av aktivitet från solen, medan Jupiters norrsken domineras av gaser från vulkanmånen Io, som är relativt långsamma och stadiga, och för det andra att de atmosfäriska flödena som genereras av jordens norrsken kan driva värme snabbt över hela planeten, få den övre atmosfären att ringa som en klocka, medan Jupiters snabba spin fångar denna energi närmare polerna."
Dr Stallard tillade:"Detekteringen av den stora kylan var en riktig överraskning för oss, men det finns indikationer på att andra egenskaper också kan finnas i Jupiters övre atmosfär. Vårt nästa steg blir att leta efter andra funktioner i den övre atmosfären, samt att undersöka själva Great Cold Spot mer i detalj.
"Juno-rymdfarkosten är för närvarande i omloppsbana runt Jupiter och observationerna av Jupiters norrsken och övre atmosfären av JIRAM-instrumentet som har släppts hittills ger redan en mängd ny information om planeten. I kombination med vår pågående kampanj av observationer med teleskop på jorden, vi hoppas få en mycket bättre förståelse för detta vädersystem under de närmaste åren."
