Teleskop Webba odkrył coś nowego na Jowiszu. Wam też radzimy spojrzeć się na niego

Jowisz był pierwszą planetą w Układzie Słonecznym, w kierunku której spojrzał się teleskop kosmiczny Webb w trakcie jego przygotowań do regularnych obserwacji. Już testowe zdjęcia Jowisza budziły zachwyt, ale potem teleskop i jego instrument NIRCam przeszły same siebie. Obserwacje wykonano w lipcu 2022 roku, ale dopiero teraz ujawniono wyniki analizy danych. Towarzyszy im jak zawsze piękne zdjęcie Jowisza.

Płonące bieguny i coś niezwykłego pośrodku tarczy Jowisza

Kolory planety na zdjęciu są oczywiście nienaturalne, ale to konsekwencja innego niż widzialne pasma obserwacji, a barwy dobrano tak, by najlepiej oddać charakter widocznych szczegółów. I co widzimy na zdjęciu. Północny i południowy biegun zdają się płonąć, a są to dokładnie jowiszowe zorze polarne.

Jasne plamy i smugi widoczne na pasmach chmur, to w praktyce najwyższe z warstw chmur, które towarzyszą konwekcyjnym burzom na Jowiszu. Zgodnie z opisem zdjęcia, ciemne pasma, które są wyjątkowo dobrze widoczne na północnej półkuli Jowisza, to obszary gdzie pokrywa chmur jest stosunkowo niska i rzadka.

Jednak nie te szczegóły powierzchni zainteresowały astronomów najbardziej na najnowszym zdjęciu z Webba. To coś co mógł dostrzec tylko Webb, choć planetę dokładnie obserwujemy od dziesiątek lat, a z bliska widziały go nie tylko przelatujące Voyagery czy Cassini-Huygens, ale wciąż badająca układ Jowiszowy sonda Juno.

Tym zaskakującym szczegółem jest prąd strumieniowy, który widać teraz jako wyraźną smugę ponad równikiem planety na zdjęciach w bliskiej, ale dalszej niż dotychczas, podczerwieni. Wcześniejsze obserwacje wskazywały na ich potencjalne istnienie, ale ponieważ sięgały do głębszej powłoki chmur, świadectwo występowania prądów strumieniowych było bardzo ulotne. Teraz jak podkreślają astronomowie prowadzący obserwacje Jowisza poprzez Webba, te szczegóły są tak wyraźne, że można dobrze określić ich własności.

Prądy strumieniowe występują na wysokości 20 do 35 kilometrów ponad główną powłoka chmur w dolnej stratosferze Jowisza, a ich prędkość sięga 515 km na godzinę. To, jak porównuje NASA, dwa razy szybciej niż prędkość wiatru w tornadach klasy F5 (teoretycznie najsilniejszych możliwych). W Polsce huragany wiejące z prędkością 150 km/h już uważane są za przynoszące katastrofalne skutki.

Webb odkrył, ale Hubble przydał się, by wszystko dobrze sobie poukładać w głowie

Zaobserwowana przez Webba struktura dżetu powiązana z prądem strumieniowym ma długość 4800 kilometrów. Dla nas to bardzo dużo, ale ponieważ Jowisz ma obwód 439264 km (11 razy większy niż Ziemia), na zdjęciu Jowisza jest ona niewielka. Jowisz był obserwowany co około 10 godzin, by zobaczyć jak prąd się zachowuje i jak wpływa na otoczenie.

Dzięki dodatkowym obserwacjom z teleskopu Hubble, w innych długościach fal, udało się stworzyć przestrzenny model zachowania prądu strumieniowego i jego wpływu na warstwę chmur. Astronomowie chcą obserwować Jowisza cyklicznie przez kolejne kilka lat, bo przewidują, że zachowanie prądu strumieniowego może być powiązane ze zmieniającym się wzorcem wiatrów i temperatur w okolicach równika Jowisza.

To co osiągnął Webb to astronomia obserwacyjna najwyższych lotów, nieosiągalna dla jej amatorów. To jednak nie oznacza, że pozostaje nam tylko podziwianie pięknych skądinąd zdjęć Jowisza z Webba i innych dużych obserwatoriów. Wzór chmur na powierzchni Jowisza może uchwycić bowiem już zaawansowany astrofotograf. Z kolei nawet prosta lornetka pozwoli wam dostrzec wokół Jowisza coś niezwykłego. Teraz jest ku temu wyjątkowo dobra okazja.

Jowisz najbliżej Ziemi, najjaśniejszy od miesięcy. Tego nie można przegapić

Jowisz to piękny obiekt, do podziwiania w dowolnej porze roku, gdy jest widoczny na niebie. Trzeba oczywiście pamiętać, że jego odległość od Ziemi zmienia się znacząco i przekłada się to na około dwukrotną zmianę rozmiaru kątowego Jowisza na niebie. Gdy jest po przeciwnej stronie Słońca niż Ziemia, jego odległość od obserwatora wynosi nawet 968 milionów km, a gdy jest po tej samej, znajduje się w opozycji, i jest jednocześnie wyjątkowo blisko Ziemi, to jest w odległości nawet 588 milionów km.

1 listopada 2023 roku, dwa dni przed opozycją, Jowisz znajdzie się najbliżej Ziemi w 2023 roku, w odległości 595 milionów kilometrów. Podobnie blisko Ziemi Jowisz znajdzie się ponownie dopiero w 2033 roku.

Moment opozycji nastąpi już za niespełna dwa tygodnie. Dokładnie 1 listopada Jowisz znajdzie się najbliżej Ziemi, a dwa dni później w opozycji, czyli dokładnie na przedłużeniu linii Słońce-Ziemia, a jego tarcza będzie oświetlona w największym możliwym stopniu. Na dodatek 7 listopada Jowisz osiągnie największą wysokość nad horyzontem około godziny 23:00, a Księżyc będzie wschodził dopiero o tej porze, więc będą to dodatkowo sprzyjające warunki do obserwacji.

Wysokość Jowisza nad horyzontem w nocy z 21 na 22 października. (fot: Stellarium)

Jowisz przez najbliższe miesiące będzie znajdował się w gwiazdozbiorze Barana, a najbliższym charakterystycznym punktem jest gromada Plejady położona na lewo od planety. Obecnie Jowisz wschodzi około godziny 18, góruje o 1 w nocy. Po zmianie czasu 29 października, będą to wcześniejsze godziny.

Jowisz w opozycji, ale też przez wiele dni poprzedzających i następujących po 3 listopada, lśni z jasnością bliską -2,9 magnitudo (mniej więcej tak jasno jak przelatująca Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, jaśniejsze są tylko Wenus i Księżyc). Dlatego, gdy tylko pogoda dopisze, sięgajcie po swoje instrumenty obserwacyjne.

Mapka orientacyjna, z położeniem Jowisza nad południowo-wschodnim horyzontem o godzinie 23 pod koniec października. (fot: Stellarium)

Nawet amator może zobaczyć księżyce Jowisza i pasma chmur

Od tego jak duże powiększenie zapewni wasz instrument, zależy jak dużo liczbę szczegółów zobaczycie. Już lornetka o powiększeniu 7 do 10 razy pozwoli dostrzec Księżyce Galileuszowe, cztery wyraźne kropki otaczające w prawie jednej linii Jowisza. Ich położenie zmienia się szybko, z dnia na dzień, a w przypadku najbliższego Io nawet w ciągu godzin (pełna orbita zajmuje mu niespełna dwa dni). Kolejne Europa i Ganymede, obiegają planetę z okresem 3,5 i 7,1 dnia. Najwolniej zmienia swoje położenie Callisto, najdalszy z odkrytych w 1609 roku księżyców, bo w ciągu ponad 16 dni. Śledzenie zmian ich wzajemnego położenia przez lornetkę daje niesamowite odczucie dynamiki tego mini układu planetarnego w Układzie Słonecznym.

W przypadku Jowisza mówiąc o obserwacjach powierzchni mamy na myśli najwyższą warstwę chmur, która jest widoczna z Ziemi w danej długości fal. Chmury leżące wyżej są zbyt rzadkie, by przesłonić widok, a te leżące niżej już tak gęste, że nie przesłaniają widok wnętrza tego gazowego giganta.

Gdy z kolei dysponujecie silniejszym instrumentem, lunetą/teleskopem o powiększeniu około 100 razy i średnicy obiektywu/zwierciadła około 10 cm, to uda się wam dostrzec pasma chmur. Nie tak spektakularne jak na zdjęciu z Webba, ale gwarantuję, że satysfakcja będzie jeszcze większa.

Trzeba pamiętać, że nie tylko powiększenie gra tu rolę, ale tez zdolność naszego instrumentu do zbierania światła. Dlatego wspomniana kombinacja powiększenie - średnica elementu wejściowego jest niezbędna. Oczywiście to kombinacja, dla komfortowego już obserwowania, przy mniejszym powiększeniu około 50 razy i kilkucentymetrowej aperturze waszego instrumentu, też są szanse, by coś już na jego powierzchni dostrzec.

Źródło: NASA/ESA/Webb, inf. własna