Astronomia amatorska inspiruje naukowców. Tak zbadano chmury Jowisza

Astronomia amatorska zmieniła spojrzenie na chmury Jowisza

Dotychczas naukowcy sądzili, że chmury na Jowiszu składają się z lodu amoniakalnego, ale badania wykazały, że ich głównym składnikiem jest wodorosiarczek amonu. Odkrycie to, opublikowane w czasopiśmie Journal of Geophysical Research: Planets, było możliwe dzięki osiągnięciom, jakie przynosi astronomia amatorska. Steven Hill z Kolorado udowodnił, że za pomocą ogólnodostępnych teleskopów i specjalnych filtrów można zmapować ilość amoniaku i ciśnienie w chmurach na Jowiszu.

Hill nie tylko wykazał, że obfitość amoniaku w atmosferze Jowisza można zmierzyć amatorskimi metodami, ale także pokazał, że chmury na gazowym gigancie składają się z lodu amoniakowego.

Polecamy: Taki kształt ma Droga Mleczna. Odkrycie go zajęło naukowcom lata

Profesjonalna weryfikacja metody amatora

Metodę badawczą zaproponowaną przez Hilla zastosował profesor Patrick Irwin z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego. Wykonał on obserwacje Jowisza za pomocą instrumentu Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). Korzystał z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile. MUSE wykorzystuje spektroskopię, która pozwala badać światło widzialne o różnych długościach fal. Dzięki temu można mapować obecność amoniaku i określać wysokości chmur w atmosferze Jowisza.

Spektroskopia to metoda badawcza polegająca na analizie światła (lub innego promieniowania elektromagnetycznego) rozszczepionego na jego składniki, czyli różne długości fal. Umożliwia to badanie właściwości materii, która emituje, pochłania lub odbija światło.

Jak głęboko można zajrzeć w atmosferę Jowisza?

Następnym krokiem naukowca było zbadanie, w jaki sposób światło oddziałuje z gazami znajdującymi się w atmosferze Jowisza. W tym celu przeprowadził on symulację komputerową. Dzięki niej dowiedział się, że widziane przez nas chmury na Jowiszu znajdują się znacznie bliżej jądra planety, niż dotychczas sądzono. Występują w regionach o wyższym ciśnieniu i temperaturze. Irwin stwierdził, że w takich warunkach kondensacja amoniaku jest niemożliwa. Doszedł do wniosku, że chmury na Jowiszu składają się z wodorosiarczku amonu.

Co ciekawe, naukowcy spodziewali się, że chmury na Jowiszu mają inny skład. Jednak ich dotychczasowe obserwacje prowadzone były na wysoce wyspecjalizowanych instrumentach, co utrudniało potwierdzenie tych przypuszczeń. Irwin i jego zespół odkryli, że metoda zaproponowana przez Hilla jest szybsza i prostsza, a przy tym łatwa do weryfikacji.

„Jestem zdumiony, że tak prosta metoda jest w stanie sondować tak głęboko w atmosferze i wykazać tak wyraźnie, że główne chmury nie mogą składać się z czystego lodu amoniakalnego. Wyniki te pokazują, że innowacyjny amator, korzystający z nowoczesnej kamery i specjalnych filtrów, może otworzyć nowe okno na atmosferę Jowisza. I zarazem przyczynić się do zrozumienia natury od dawna tajemniczych chmur Jowisza oraz tego, jak krąży atmosfera” – powiedział profesor Irwin.

Steven Hill – naukowiec czy amator?

Kim jest Steven Hill? Jest co prawda naukowcem, ale na co dzień zajmuje się pogodą kosmiczną na Uniwersytecie w Kolorado. Obserwacje Jowisza wykonuje jednak wyłącznie amatorsko.

„Zawsze staram się sprawdzać, jakie pomiary fizyczne mogę wykonać za pomocą skromnego, komercyjnego sprzętu. Mam nadzieję, że uda mi się znaleźć nowe sposoby, dzięki którym amatorzy będą mogli wnieść użyteczny wkład w profesjonalną pracę. Ale z pewnością nie spodziewałem się, że ten projekt będzie tak produktywny” – powiedział Hill.

Profesor Irwin i jego zespół zastosowali metodę również do obserwacji Saturna za pomocą VLT/MUSE. Wyniki te, potwierdzające wcześniejsze badania, w tym te z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Są dowodem na potencjał, jaki niesie astronomia amatorska w połączeniu z profesjonalnym sprzętem. Naukowcy odkryli, że główny poziom odbicia w atmosferze Saturna znajduje się znacznie niżej niż oczekiwany poziom kondensacji amoniaku, co sugeruje istnienie podobnych procesów fotochemicznych, jak w atmosferze Jowisza.

Polecamy: Symulacja wszechświata na nieznaną skalę. Nowa era rzeczywistości