목성 대기의 소용돌이 치는 캐노피에서 구름이없는 패치는 매우 뛰어나 큰 패치는 특별한 이름 "핫스팟"을 갖습니다. 정확히이 개간이 어떻게 형성되고 왜 지구의 적도 근처에서만 발견되는지는 오랫동안 미스터리였습니다. 이제 과학자들은 NASA의 Cassini 우주선의 이미지를 사용하여 목성의 대기권의 핫스팟이 지구 대기와 해양에서도 보이는 패턴 인 Rossby wave에 의해 생성된다는 새로운 증거를 발견했습니다. 이 팀은 회전 목마의 회전 목마처럼 대기권의 층을 통해 핫스팟을 담당하는 파도가 위아래로 미끄러지는 것을 발견했습니다.
NASA 박사후 연구원 인 데이비드 최 (David Choi)는“이것은 시간이 지남에 따라 여러 핫스팟의 형태를 면밀히 추적 한 최초의 사례이며,이 기능의 역 동성을 이해하는 가장 좋은 방법이다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 일하고있는이 논문은 저널 Icarus의 4 월호에 온라인으로 게재됩니다.
최와 그의 동료들은 우주선이 지구에 가장 근접한 2000 년 후반 목성 비행 중에 카시니가 촬영 한 수백 건의 관측을 통해 타임 랩스 영화를 제작했습니다. 영화는 적도에서 북쪽으로 약 7도 떨어진 목성의 어두운 벨트와 밝은 흰색 영역 사이의 핫스팟 라인을 확대합니다. 이 연구는 약 2 개월 (지구 시간)에 걸쳐 핫스팟의 크기와 모양의 일일 및 주별 변화를 조사하며, 각 지역은 평균적으로 북미보다 더 많은 지역을 포괄합니다.
과학자들이 핫스팟에 대해 알고있는 대부분은 NASA의 갈릴레오 (Galileo) 임무에서 나 왔으며 1995 년에 핫스팟으로 내려간 대기 탐사선을 발사했습니다. 이것은 목성 대기에 대한 최초의 현장 조사입니다.
"갈릴레오의 탐사 데이터와 소수의 궤도 선 이미지는이 핫스팟을 통해 소용돌이 치는 복잡한 바람을 암시하고, 근본적으로 파도, 사이클론 또는 그 사이의 무언가인지에 대한 질문을 제기했습니다."라고 논문 공동 저자 인 Ashwin Vasavada는 말했습니다. 캘리포니아 주 패사 디나에있는 NASA의 제트 추진 연구소에 있으며 목성 비행 중 Cassini 이미징 팀의 일원이었습니다. "Cassini의 환상적인 영화는 이제 전체 수명주기와 핫스팟의 진화를 매우 자세하게 보여줍니다."
핫스팟은 구름에서 부서지기 때문에 일반적으로 보이지 않는 목성의 대기층에 창문을 제공합니다. 아마도 물 구름이 형성 될 수있는 수준까지 내려갑니다. 사진에서 핫스팟은 그림자처럼 보이지만 더 깊은 레이어는 따뜻하기 때문에 열이 감지되는 적외선 파장에서는 핫 스폿이 매우 밝습니다. 사실, 이것이 그들이 그들의 이름을 얻은 방법입니다.
한 가지 가설은 대기에 큰 공기가 유입되어 공정에서 가열되거나 건조 될 때 핫스팟이 발생한다는 것입니다. 그러나 놀랍게도 핫스팟의 규칙 성으로 인해 일부 연구원들은 대기 파가 관련되어 있다고 의심했습니다. 일반적으로 8-10 개의 핫스팟이 대략 균등 한 간격으로 빽빽한 흰 구름이 사이에 있습니다. 이 패턴은 차가운 공기를 내리고 구름을 부은 다음 따뜻한 공기를 운반하여 깃털에서 보이는 무거운 구름 덮개를 일으키는 파도에 의해 설명 될 수 있습니다. 컴퓨터 모델링은 이러한 추론을 강화했습니다.
카시니 (Cassini) 영화에서 연구원들은 각 핫스팟과 플룸 내외의 바람을 매핑하고 핫스팟과 합쳐지는 바람의 소용돌이 또는 나선형 소용돌이와 함께 지나가는 와류와의 상호 작용을 조사했습니다. 핫스팟이있는 제트 기류에서 이러한 움직임을 분리하기 위해 과학자들은 지구상의 권운과 유사한 작은 "스쿠터"구름의 움직임도 추적했습니다. 이것은 제트 기류의 실제 풍속을 최초로 직접 측정 할 수 있었으며, 이는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 빠른 300-450mph (시간당 500-720km)로 기록되었습니다. 핫스팟은 약 225mph (시간당 362km)의 여유로운 속도로 울립니다.
연구자들은 이러한 개별적인 움직임을 조롱함으로써 핫스팟의 움직임이 대기의 로스 비 (Rosby) 파동의 패턴에 맞는다는 것을 알았습니다. 지구상에서 Rossby 파도는 날씨에서 중요한 역할을합니다. 예를 들어, 얼어 붙은 북극의 공기가 갑자기 내려와 플로리다의 농작물을 얼릴 때, Rossby 파는 극 지류와 상호 작용하여 전형적인 코스로 보내집니다. 파도는 지구 주위를 여행하지만 주기적으로 북쪽과 남쪽을 돌아 다닙니다.
핫스팟을 담당하는 파도는 또한 행성을 서쪽에서 동쪽으로 돌고 있지만 북쪽과 남쪽을 방황하는 대신 대기에서 위아래로 미끄러집니다. 연구원들은이 파도가 고도에서 15 ~ 30 마일 (24 ~ 50 킬로미터) 상승 및 하강 할 것으로 추정합니다.
새로운 발견은 갈릴레오 탐사선에 의해 반환 된 관측치가 목성의 대기로 얼마나 잘 확장되는지 연구원들이 이해하는 데 도움이되어야합니다. 최씨는“이것은 여전히 목성의 핫스팟을 둘러싼 더 많은 질문에 대답하는 또 다른 단계입니다.
