Toen het Juno-ruimtevaartuig in juli 2016 bij Jupiter aankwam, ging het snel aan de slag. Onder de veelheid aan verbluffende beelden van de planeet bevonden zich onze allereerste afbeeldingen van Jupiter's polen. En wat we zagen was een grote verrassing: geometrische arrangementen van cyclonen in aanhoudende patronen.
De poolgebieden van Jupiter zijn altijd een mysterie geweest voor aardgebonden waarnemers. De planeet is niet veel gekanteld, wat betekent dat de palen altijd verleidelijk uit het zicht zijn. Andere ruimtevaartuigen die Jupiter bezochten, richtten zich op de evenaarregio's, maar de circumpolaire baan van Juno geeft ons een goede close-up van de polen van Jupiter.
'Het zijn buitengewoon stabiele arrangementen van zulke chaotische elementen. Zoiets hebben we nog nooit gezien. " - Morgan O'Neill, University of Chicago
Juno heeft een hele reeks instrumenten die zijn ontworpen om enkele van de mysteries rond Jupiter te ontrafelen, waaronder een infraroodcamera en een camera met zichtbaar licht. De poolgebieden zijn een bijzonder aandachtspunt voor de missie en astronomen keken uit naar hun eerste beelden van de verborgen polen van Jupiter. Ze waren niet teleurgesteld toen ze ze kregen.
Elk van de polen van Jupiter is een geometrische reeks grote cyclonen die zijn gerangschikt in aanhoudende, veelhoekige patronen. Op de noordpool zijn acht stormen georganiseerd rond een enkele polaire cycloon. In het zuiden wordt één storm omringd door vijf andere.
Dit was een verbluffende ontdekking en leidde al snel tot vragen over het waarom en het hoe van deze stormarrangementen. De atmosfeer van Jupiter wordt gedomineerd door stormactiviteit, waaronder de bekende horizontale stormbanden in de equatoriale regio's en de beroemde Grote Rode Vlek. Maar deze bijna kunstzinnige arrangementen van poolstormen waren iets anders.
De aanhoudende ordening van de stormen is een puzzel. Ons huidige begrip vertelt ons dat de stormen moeten ronddrijven en samenvloeien, maar deze stormen doen dat ook niet. Ze draaien gewoon op hun plaats.
Een nieuw artikel dat in Nature is gepubliceerd, gaat dieper in op deze eigenaardige arrangementen van stormen. Het artikel is van wetenschappers van een internationale groep instellingen, waaronder de University of Chicago. Het is een van de vier artikelen die zijn gewijd aan nieuwe waarnemingen van het Juno-ruimtevaartuig.
Een van de co-auteurs van het artikel is Morgan O'Neill, een postdoctorale wetenschapper aan de Universiteit van Chicago. Over de stormen zei ze het volgende: 'Het zijn buitengewoon stabiele arrangementen van zulke chaotische elementen. Zoiets hebben we nog nooit gezien. "
De vreemde geometrische ordening van de poolstormen van Jupiter herinnerde O'Neill aan iets uit de bibliotheek van vreemde fysische verschijnselen die alleen onder laboratoriumomstandigheden werden waargenomen. In de jaren 90 gebruikten wetenschappers elektronen om een wrijvingsloze, turbulente 2D-vloeistof te simuleren terwijl deze afkoelde. Onder die omstandigheden observeerden ze soortgelijk gedrag. In plaats van samen te smelten zoals verwacht, klonterden kleine wervelingen samen en vormden op gelijke afstanden geplaatste arrays rond een centrum. Ze noemden deze arrays 'vortexkristallen'.
Dit zou kunnen helpen verklaren wat er aan de polen van Jupiter gebeurt, maar het is te vroeg om zeker te zijn. "De volgende stap is: kun je een model maken dat een virtuele planeet bouwt en deze stromen voorspelt?" O’Neill zei. Dat is de volgende stap om het fenomeen te begrijpen.
Misschien is het niet verrassend dat deze delicaat ogende stormen aan de polen zo hardnekkig zijn. De Great Red Spot op Jupiter is immers al meer dan 200 jaar zichtbaar. Misschien is Jupiter gewoon enorm groot en stabiel.
Maar de poolcyclonen hebben nog steeds uitleg nodig. En wat die verklaring ook is, als we begrijpen wat er op Jupiter gebeurt, kunnen we andere planeten beter begrijpen.
