Figura 1. Uma imagem infravermelha composta de cores de Júpiter revela partículas de neblina em uma gama de altitudes, como visto na luz do sol refletida. A imagem foi tirada usando o telescópio Gemini North com o Near-InfraRed Imager (NIRI) em 18 de maio, 2017, um dia antes da sexta passagem fechada da missão Juno ("perijove") do planeta. Os filtros de cores cobrem comprimentos de onda entre 1,69 a 2,275 mícrons e são sensíveis a pressões de 10 milibares a 2 bar. A Grande Mancha Vermelha (GRS) aparece como a região mais brilhante (branca) nestes comprimentos de onda, que são principalmente sensíveis a nuvens e neblinas de alta altitude perto e acima do topo da região convectiva de Júpiter - revelando que o GRS é uma das características de maior altitude na atmosfera de Júpiter. As características que aparecem em amarelo / laranja nos pólos de Júpiter surgem do reflexo da luz solar de neblinas de alta altitude que são produtos da química relacionada à aurora na estratosfera superior do planeta. Estreitas faixas espirais que parecem levar para dentro ou para fora das regiões circundantes provavelmente representam características atmosféricas sendo estendidas pelos ventos intensos dentro do GRS, como a estrutura em forma de gancho em sua borda oeste (lado esquerdo). Alguns estão sendo varridos de sua borda leste (lado direito) e em um extenso padrão de fluxo em forma de onda; e há até um traço de fluxo de seu norte. Outras características perto do GRS incluem o bloco escuro e oval escuro ao sul e ao norte do padrão de fluxo oriental, respectivamente, indicando uma densidade mais baixa de partículas de nuvem e neblina nesses locais. Ambos são circulações ciclônicas de longa duração, girando no sentido horário - na direção oposta à rotação no sentido anti-horário do GRS. Um padrão de onda proeminente é evidente ao norte do equador, junto com duas ovais brilhantes; são anticiclones que surgiram em janeiro. Tanto o padrão de onda quanto os ovais podem estar associados a um aumento impressionante na atividade tempestuosa que foi observado nessas latitudes este ano. Outro oval anticiclônico brilhante é visto mais ao norte. Juno pode passar por cima dessas ovais durante sua aproximação mais próxima em 11 de julho. A neblina elevada é evidente em ambas as regiões polares, com muita estrutura espacial que nunca foi vista tão claramente em imagens terrestres, com grande variabilidade em sua estrutura espacial. Os comprimentos de onda centrais e cores atribuídos aos filtros são:1,69 mícrons (azul), 2,045 mícrons (ciano), 2,169 mícrons (verde), 2,124 mícrons (amarelo), e 2,275 mícrons (vermelho). Crédito:Observatório Gemini / AURA / NSF / JPL-Caltech / NASA
Imagens muito detalhadas do Observatório Gemini destacam as camadas atmosféricas de Júpiter para apoiar a espaçonave NASA / JPL Juno em sua busca para entender a atmosfera do planeta gigante.
Imagens de alta resolução de Júpiter pelo telescópio Gemini North em Maunakea estão informando a missão Juno de eventos convincentes na atmosfera de Júpiter. "As observações de Gêmeos, abrangendo a maior parte do primeiro semestre deste ano, já revelaram um tesouro de eventos fascinantes na atmosfera de Júpiter, "disse Glenn Orton, PI para esta investigação de óptica adaptativa Gemini e coordenador para observações baseadas na Terra que apoiam o projeto Juno no Laboratório de Propulsão a Jato da Caltech.
"Em maio, Gêmeos deu um zoom em recursos intrigantes dentro e ao redor da Grande Mancha Vermelha de Júpiter:incluindo uma estrutura em redemoinho no interior do local, uma curiosa nuvem em forma de gancho em seu lado oeste e uma longa, onda de estrutura fina estendendo-se de seu lado leste, "acrescenta Orton." Eventos como este mostram que ainda há muito a aprender sobre a atmosfera de Júpiter - a combinação de observações baseadas na Terra e de naves espaciais é um poderoso golpe duplo na exploração de Júpiter. "
Juno já fez cinco passes de perto da atmosfera de Júpiter, a primeira delas foi em 27 de agosto, 2016, e o último (o sexto) em 19 de maio deste ano. Cada uma dessas passagens estreitas forneceu surpresas à equipe de ciência de Juno, e o retorno da ciência Juno se beneficiou de uma campanha coordenada de suporte baseado na Terra - incluindo observações de espaçonaves orbitando a Terra (cobrindo raios-X através de comprimentos de onda visíveis) e observatórios baseados em terra (cobrindo infravermelho próximo através de comprimentos de onda de rádio).
Figura 2. Imagens aproximadas da Grande Mancha Vermelha do Gemini Near-InfraRed Imager (NIRI) mostrando diferenças na estrutura interna deste vórtice gigante com a altitude. A imagem superior foi tirada com um filtro de 2,275 mícrons que é sensível a partículas em, e acima, pressões de cerca de 10 milibares (cerca de 1% da pressão ao nível do mar na Terra) na estratosfera inferior de Júpiter. Isso mostra que as partículas neste nível tendem a aumentar em direção ao centro desse vórtice gigantesco. A imagem do meio foi tirada com um filtro de 1,58 mícrons, sensível a praticamente nenhuma absorção gasosa, e é sensível ao brilho das nuvens, muito semelhante à luz vermelha visível. Estrutura em faixas de formato oval sutil que vai de fora para dentro pode ser identificada na imagem. A diferença entre essas duas imagens ilustra as principais diferenças na dinâmica desse vórtice com a altitude. A imagem inferior foi tirada com um filtro de 4,68 mícrons, e mostra emissão térmica brilhante da atmosfera mais profunda onde quer que haja “céu claro” (baixa opacidade de nuvem na faixa de 0,5-3 bar). Os dois principais painéis mostram dados de 18 de maio, 2017, enquanto o painel inferior mostra dados de 11 de janeiro, 2017. Crédito:Observatório Gemini / AURA / NSF / JPL-Caltech / NASA / UC Berkeley
A seguir:passagens fechadas de Juno para Júpiter em 11 de julho, 2017. "Observações de Gêmeos, que já estão em andamento para o sobrevôo de julho, estão ajudando a guiar nossos planos para esta passagem, "disse Orton. Ele acrescenta que os tipos de luz que Gêmeos captura fornecem um poderoso vislumbre das camadas da atmosfera de Júpiter e fornece uma visão tridimensional das nuvens de Júpiter. Entre as questões que Juno está investigando incluem ondas atmosféricas em escala planetária mal compreendidas ao sul de do equador. "Não temos certeza se essas ondas podem ser vistas em latitudes mais altas, "disse Orton." Nesse caso, pode nos ajudar a compreender fenômenos na circulação de Júpiter que são bastante intrigantes.
"Uau - imagens mais notáveis do sistema de óptica adaptativa da Gemini!" disse Chris Davis, Oficial de programa para Gemini na National Science Foundation (NSF), uma das cinco agências que operam o observatório. "É ótimo ver esta poderosa combinação de observações terrestres e baseadas no espaço, e as duas agências, NSF e NASA, trabalhando juntos em tais descobertas cientificamente importantes. "
As observações de Gêmeos usam filtros especiais que focam em cores específicas de luz que podem penetrar na atmosfera superior e nas nuvens de Júpiter. Essas imagens são sensíveis ao aumento da absorção por misturas de gás metano e hidrogênio na atmosfera de Júpiter. "As imagens de Gêmeos fornecem sensibilidade vertical desde os topos da nuvem de Júpiter até a estratosfera inferior do planeta, "de acordo com Orton.
As observações também empregam tecnologia de óptica adaptativa para remover distorções devido à turbulência na atmosfera da Terra e produzir essas imagens de resolução extremamente alta. Especificamente, o detalhe visível nessas imagens de Júpiter é comparável a ser capaz de ver uma característica do tamanho da Irlanda a partir da distância atual de Júpiter de cerca de 600 milhões de quilômetros (365 milhões de milhas) da Terra.
Figura 3. Em comprimentos de onda infravermelhos mais longos, Júpiter brilha com emissão térmica (calor). Em áreas escuras desta imagem de 4,8 mícrons, nuvens espessas bloqueiam a emissão da atmosfera mais profunda. A Grande Mancha Vermelha é visível logo abaixo do centro. Esta imagem, obtido com o Near-InfraRed Imager (NIRI) do telescópio Gemini North, foi obtido em 11 de janeiro, 2017, portanto, as posições relativas das características discretas mudaram em relação à imagem do infravermelho próximo na Figura 1. Crédito:Gemini Observatory / AURA / NSF / UC Berkeley
Além de imagens que usam tecnologia de óptica adaptativa, um programa paralelo Gemini liderado por Michael Wong, da Universidade da Califórnia, Berkeley, usou um filtro de comprimento de onda mais longo, para o qual a óptica adaptativa não é necessária. Para obter esses dados várias imagens foram feitas com exposições curtas, e as imagens mais nítidas foram combinadas no processamento - uma abordagem comumente chamada de "imagem da sorte". As imagens obtidas com este filtro são principalmente sensíveis à opacidade da nuvem (bloqueia a luz) na faixa de pressão de 0,5 a 3 atmosferas. "Essas observações traçam fluxos verticais que não podem ser medidos de outra forma, iluminando o clima, clima e circulação geral na atmosfera de Júpiter, "observa Wong. Esta imagem é mostrada na Figura 3.
O telescópio Subaru também forneceu imagens simultâneas no infravermelho médio com seu instrumento COMICS - medindo a produção de calor do planeta em uma região espectral não coberta pela instrumentação de Juno, e a produção de dados sobre composição e estrutura de nuvens que complementam as observações de Juno e Gemini. Por exemplo, eles mostram um interior muito frio para a Grande Mancha Vermelha que é cercada por uma região quente em sua periferia, implicando ar ressurgindo no centro que é cercado por subsidência. Eles também mostram uma região muito turbulenta a noroeste da Grande Mancha Vermelha. A imagem Subaru está disponível em:juno.html "target =" _ blank "> phys.org/news/2017-06-mid-infr… e-juno.html.
A nave espacial da NASA Juno foi lançada em agosto de 2011 e começou a orbitar Júpiter no início de julho de 2016. O principal objetivo da missão é melhorar nossa compreensão de Júpiter - desde suas propriedades atmosféricas até nossa compreensão de como Júpiter e outros planetas no Sistema Solar exterior formado. A carga útil de Juno de nove instrumentos pode sondar a composição atmosférica, temperatura, dinâmica das nuvens, bem como as propriedades dos intensos campos magnéticos de Júpiter e aurora.
As imagens de infravermelho próximo de Gêmeos são particularmente úteis para o Mapeador Auroral Infravermelho de Júpiter de Juno (JIRAM). O JIRAM tira imagens de 3,5 e 4,8 mícrons e espectros de resolução moderada de 2–5 mícrons. As imagens do Gemini fornecem um contexto espacial de alta resolução para as observações espectroscópicas do JIRAM e cobrem comprimentos de onda e regiões do planeta não observados pelo JIRAM. Eles também colocam uma restrição atmosférica superior na circulação de Júpiter na atmosfera profunda, determinada pelo experimento do Radiômetro de Microondas (MWR) de Juno.
