ในท้องฟ้าที่หมุนวนของบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีแพทช์ไร้เมฆมีความพิเศษมากจนคนที่ใหญ่ได้รับชื่อ "ฮอตสปอต" เป็นพิเศษ รูปแบบการกวาดล้างเหล่านี้เป็นอย่างไรและทำไมพวกเขาพบได้เพียงใกล้เส้นศูนย์สูตรของโลกนั้นเป็นปริศนามานานแล้ว ตอนนี้เมื่อใช้ภาพจากยานอวกาศแคสสินีของนาซ่านักวิทยาศาสตร์ได้พบหลักฐานใหม่ว่าจุดร้อนในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีถูกสร้างขึ้นโดยคลื่น Rossby ซึ่งเป็นรูปแบบที่เห็นในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรของโลก ทีมพบว่าคลื่นที่รับผิดชอบจุดร้อนนั้นขึ้น ๆ ลง ๆ ผ่านชั้นบรรยากาศเหมือนม้าหมุนในม้าหมุน
“ นี่เป็นครั้งแรกที่ทุกคนได้ติดตามรูปร่างของฮอตสปอตหลายแห่งอย่างใกล้ชิดในช่วงเวลาหนึ่งซึ่งเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการชื่นชมธรรมชาติที่มีชีวิตชีวาของคุณสมบัติเหล่านี้” David Choi นักเขียนนำการศึกษาของนาซ่า ทำงานที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซาในเมืองกรีนเบลต์รัฐแมรี่แลนด์บทความนี้ตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสารอิคารัสฉบับเดือนเมษายน
Choi และเพื่อนร่วมงานของเขาสร้างภาพยนตร์ตามเวลาจากการสังเกตหลายร้อยครั้งโดย Cassini ระหว่างการบินผ่านของดาวพฤหัสบดีในปลายปี 2000 เมื่อยานอวกาศได้เข้าใกล้ดาวเคราะห์มากที่สุด ภาพยนตร์ซูมเข้าจุดร้อนแรงระหว่างเข็มขัดหนังสีเข้มของดาวพฤหัสบดีกับโซนสีขาวสว่างประมาณ 7 องศาทางเหนือของเส้นศูนย์สูตร ครอบคลุมประมาณสองเดือน (ตามเวลาโลก) การศึกษาตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรายวันและรายสัปดาห์ในขนาดและรูปร่างของสปอตร้อนซึ่งแต่ละแห่งครอบคลุมพื้นที่มากกว่าอเมริกาเหนือโดยเฉลี่ย
สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่รู้เกี่ยวกับฮอตสปอตมาจากภารกิจกาลิเลโอของนาซ่าซึ่งเผยแพร่การสำรวจชั้นบรรยากาศซึ่งสืบเชื้อสายมาจากจุดร้อนในปี 1995 นี่เป็นครั้งแรกและครั้งเดียวเท่านั้นที่การสืบสวนในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี
“ ข้อมูลการสำรวจของกาลิเลโอและภาพยานอวกาศจำนวนหนึ่งบอกเป็นนัยถึงสายลมที่สลับซับซ้อนหมุนวนไปรอบ ๆ และผ่านจุดที่ร้อนแรงเหล่านี้และตั้งคำถามว่าพวกเขาเป็นคลื่นพายุไซโคลนหรืออะไรบางอย่างในเบื้องต้น” Ashwin Vasavada ตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในเมืองพาซาดีนารัฐแคลิฟอร์เนียและเป็นสมาชิกของทีมถ่ายภาพ Cassini ระหว่างดาวพฤหัสบดี “ ภาพยนตร์ที่ยอดเยี่ยมของ Cassini แสดงให้เห็นวัฏจักรชีวิตทั้งหมดและวิวัฒนาการของสปอตร้อนอย่างละเอียด”
เนื่องจากจุดร้อนนั้นแบ่งเป็นเมฆพวกมันจะให้ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสที่มองไม่เห็นซึ่งอาจลงไปจนถึงระดับที่เมฆน้ำสามารถก่อตัวได้ ในรูปภาพฮอตสปอตปรากฏเป็นเงา แต่เนื่องจากเลเยอร์ที่ลึกกว่านั้นอุ่นขึ้นฮอตสปอตจึงสว่างมากที่ความยาวคลื่นอินฟาเรดที่มีความร้อนสัมผัส อันที่จริงนี่คือวิธีที่พวกเขาได้รับชื่อของพวกเขา
สมมติฐานหนึ่งคือจุดร้อนเกิดขึ้นเมื่อร่างลมขนาดใหญ่จมอยู่ในอากาศและทำให้ร้อนหรือแห้งในกระบวนการ แต่ความสม่ำเสมอของจุดร้อนที่น่าประหลาดใจทำให้นักวิจัยบางคนสงสัยว่ามีคลื่นบรรยากาศเข้ามาเกี่ยวข้อง โดยทั่วไปแล้วจุดร้อนแปดถึง 10 จุดจะเรียงกันเป็นระยะห่างกันโดยประมาณมีเมฆสีขาวหนาแน่นอยู่ระหว่าง รูปแบบนี้สามารถอธิบายได้โดยคลื่นที่ผลักอากาศเย็นลงทำลายเมฆใด ๆ แล้วอุ้มอากาศอุ่นขึ้นทำให้เกิดเมฆหนาปกคลุมที่เห็นในขนนก การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์มีความเข้มแข็งในการใช้เหตุผลนี้
จากภาพยนตร์ของแคสสินีนักวิจัยทำการแมปลมในและรอบ ๆ จุดที่ร้อนแรงและขนนกและตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์ของกระแสน้ำวนที่ไหลผ่านนอกเหนือไปจากลมหมุนวนหรือวนวนวนวนซึ่งรวมกับจุดร้อน เพื่อแยกการเคลื่อนไหวเหล่านี้ออกจากเจ็ตสตรีมที่มีจุดร้อนอยู่นักวิทยาศาสตร์ยังติดตามการเคลื่อนที่ของเมฆ“ สกูตเตอร์” ขนาดเล็กคล้ายกับเมฆขนนกบนโลก นี่เป็นสิ่งที่อาจเป็นการตรวจวัดความเร็วลมแรกของเจ็ตสตรีมโดยตรงซึ่งมีความเร็ว 300 ถึง 450 ไมล์ต่อชั่วโมง (500 ถึง 720 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วกว่าที่ใคร ๆ คิดไว้ก่อนหน้านี้ จุดที่ร้อนแรงอยู่ในระดับที่สบายมากขึ้นประมาณ 225 ไมล์ต่อชั่วโมง (362 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)
นักวิจัยเห็นว่าการเคลื่อนไหวของจุดร้อนนั้นสอดคล้องกับรูปแบบของคลื่น Rossby ในบรรยากาศ บนโลกคลื่น Rossby มีบทบาทสำคัญในสภาพอากาศ ตัวอย่างเช่นเมื่ออากาศที่หนาวจัดของอาร์กติกเย็นลงและทำให้พืชผลของฟลอริด้าลดลงคลื่น Rossby ก็กำลังโต้ตอบกับกระแสไอพ่นขั้วโลกและส่งมันออกไปตามเส้นทางปกติ คลื่นเดินทางรอบโลกของเรา แต่เดินไปทางเหนือและใต้เป็นระยะ
คลื่นที่ทำหน้าที่จุดที่ร้อนแรงนั้นก็หมุนรอบโลกตะวันตกไปตะวันออก แต่แทนที่จะเคลื่อนที่ไปทางเหนือและใต้มันจะเลื่อนขึ้นและลงในชั้นบรรยากาศ นักวิจัยประเมินว่าคลื่นนี้อาจสูงขึ้นและลดลง 15 ถึง 30 ไมล์ (24 ถึง 50 กิโลเมตร) ในระดับความสูง
การค้นพบใหม่ควรช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่าการสำรวจที่กาลิเลโอส่งคืนกลับไปยังชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีได้ดีเพียงใด “ และนี่เป็นอีกก้าวหนึ่งในการตอบคำถามเพิ่มเติมที่ยังคงอยู่รอบ ๆ จุดร้อนแรงบนดาวพฤหัส” Choi กล่าว
