Hubble Spy Verbazingwekkende veranderende seizoenen bij Jupiter en Uranus

Voorspelling voor windvlagen, smog

buitenste planeten daarbuiten[{” attribute=””>Mars do not have solid surfaces to affect weather as on Earth. And, sunlight is much less able to drive atmospheric circulation. Nevertheless, these are ever-changing worlds. And Hubble – as interplanetary meteorologist – is keeping track, as it does every year. Jupiter’s weather is driven from inside-out as more heat percolates up from its interior than it receives from the Sun. This heat indirectly drives color change cycles highlighting a system of alternating cyclones and anticyclones. Uranus has seasons that pass by at a snail’s pace because it takes 84 years to complete one orbit about the Sun. The seasons are extreme because Uranus is tipped on its side. As summer approaches in the northern hemisphere, Hubble sees a growing polar cap of high-altitude photochemical haze that looks similar to the smog over cities on Earth.

Hubble Monitors Changing Weather and Seasons at Jupiter and Uranus

Ever since its launch in 1990, NASA’s Hubble Space Telescope has been an interplanetary weather observer, keeping an eye on the largely gaseous outer planets and their ever-changing atmospheres. NASA spacecraft missions to the outer planets have given us a close-up look at these atmospheres, but Hubble’s sharpness and sensitivity keeps an unblinking eye on a kaleidoscope of complex activities over time. In this way Hubble complements observations from other spacecraft such as Juno, currently orbiting Jupiter; the retired Cassini mission to Saturn, and the Voyager 1 and 2 probes, which collectively flew by all four giant planets between 1979 and 1989.

Inaugurated in 2014, the telescope’s Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Program has been providing us with yearly views of the giant planets. Here are some recent images:

Hubble Space Telescope images of Jupiter taken on November 12, 2022 (left) and January 6, 2023 (right). Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Jupiter

[left]– De voorspelling van Jupiter is stormachtig weer op lage noordelijke breedtegraden. Er is een prominente reeks afwisselende stormen te zien die een “Vortex Street” vormen, zoals sommige planetaire astronomen het noemen. Dit is een golfpatroon van overlappende anti-cyclonen en cyclonen, aan elkaar vergrendeld als in een machine met afwisselende tandwielen die met de klok mee en tegen de klok in bewegen. Als de stormen dicht genoeg bij elkaar komen, in het zeer onwaarschijnlijke geval van een fusie, kunnen ze een nog grotere storm veroorzaken, die mogelijk de huidige omvang van de Grote Rode Vlek evenaart. Het gegradueerde patroon van anticyclonen en cyclonen voorkomt het samensmelten van individuele stormen. De binnenlandse activiteit van deze stormen wordt ook gezien; In de jaren negentig zag Hubble geen cyclonen of anticyclonen met interne onweersbuien, maar deze stormen zijn in het afgelopen decennium verschenen. De sterke kleurvariaties geven aan dat Hubble ook verschillende wolkenhoogtes en -dieptes ziet.

Oranje maan Io bombardeert dit uitzicht op de veelkleurige wolkentoppen van Jupiter en werpt schaduwen over de westelijke rand van de planeet. De resolutie van de Hubble-telescoop is zo scherp dat hij Io’s oranje gevlekte uiterlijk kan zien, dat wordt geassocieerd met veel actieve vulkanen. Deze vulkanen werden voor het eerst ontdekt toen het ruimtevaartuig Voyager 1 in 1979 voorbij vloog. Het gesmolten binnenste van de maan is bedekt met een dunne korst waar de vulkanen materiaal doorheen spuwen. Zwavel neemt verschillende kleuren aan bij verschillende temperaturen, daarom is het oppervlak van Io zo kleurrijk. Deze foto is gemaakt op 12 november 2022.

[right]—Jupiter’s legendarische Grote Rode Vlek staat centraal in dit uitzicht. Hoewel deze draaikolk groot genoeg is om de aarde op te slokken, is hij in feite geslonken tot de kleinste omvang die hij ooit is geweest in waarnemingen die 150 jaar teruggaan. Jupiters ijzige maan Ganymedes kan rechtsonder langs de reuzenplaneet worden gezien. Iets groter dan de planeet Mercurius, is Ganymedes de grootste maan in het zonnestelsel. Het is een wereld met kraters met een oppervlak van voornamelijk waterijs met zichtbare ijzige uitstromen die worden aangedreven door interne hitte. (Deze afbeelding is kleiner omdat Jupiter 81.000 mijl van de aarde verwijderd was toen de afbeelding werd gemaakt.) Deze foto is gemaakt op 6 januari 2023.

Hubble Space Telescope-afbeeldingen van Uranus gemaakt op 9 november 2014 (links) en 9 november 2022. Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing : Joseph DiPasquale (STScI)

Uranus

Excentrieke Uranus rolt op zijn kant rond de zon terwijl hij een baan van 84 jaar volgt, in plaats van in een meer verticale positie te draaien zoals de aarde. Uranus heeft een vreemde “horizontale” rotatie-as die slechts acht graden verwijderd is van het vlak van de baan van de planeet. Een recente theorie suggereert dat Uranus ooit een enorme maan had die door de zwaartekracht werd gedestabiliseerd en vervolgens tegenaan botste. Andere mogelijkheden zijn gigantische effecten tijdens planeetvorming, of zelfs gigantische planeten die in de loop van de tijd resonerende koppels op elkaar uitoefenen. De gevolgen van de kanteling van de planeet zijn dat, met tussenpozen van maximaal 42 jaar, delen van het halfrond van de aarde volledig verstoken zijn van zonlicht. Toen het ruimtevaartuig Voyager 2 in de jaren tachtig een bezoek bracht, was de zuidpool van de planeet recht op de zon gericht. Hubble’s nieuwste beeld laat zien dat de Noordpool nu naar de zon toe helt.

[left]Dit is een Hubble-weergave van Uranus, gemaakt in 2014, zeven jaar na de noordelijke lente-equinox toen de zon recht boven de evenaar van de planeet scheen, en toont een van de eerste afbeeldingen van het OPAL-programma. Meerdere stormen met wolken van methaanijskristallen verschijnen in het midden van de noordelijke breedtegraden boven de cyaankleurige lagere atmosfeer van de planeet. Hubble-telescoopbeelden van het ringsysteem aan de rand in 2007, maar de ringen begonnen na zeven jaar in deze weergave te bloeien. Op dat moment had de planeet verschillende kleine stormen en zelfs enkele zwakke wolkenclusters.

[right]– Zoals te zien in 2022, vertoont de noordpool van Uranus een dikke, smogachtige fotochemische waas over steden. Er zijn verschillende kleine stormen te zien nabij de rand van de polaire nevelgrens. Hubble heeft de grootte en helderheid van de noordelijke poolkap gevolgd en deze wordt jaar na jaar helderder. Astronomen ontwarren de vele invloeden – van atmosferische circulatie, deeltjeseigenschappen en chemische processen – die bepalen hoe de atmosferische poolkap verandert met de seizoenen. Tijdens de Europese equinox in 2007 was geen van beide polen bijzonder helder. Naarmate de noordelijke zomerzonnewende in 2028 nadert, kan de kap helderder worden en rechtstreeks naar de aarde wijzen, waardoor de ringen en de noordpool goed te zien zijn; Het ringsysteem verschijnt dan face-to-face. Deze foto is gemaakt op 9 november 2022.

Over Hubble

De Hubble-ruimtetelescoop is een geweldige samenwerking tussen NASA en de European Space Agency, die wordt beheerd door NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, dat zich verdiept in de mysteries van het universum, leidt de wetenschappelijke inspanningen van Hubble. De Association of Universities for Research in Astronomy, gevestigd in Washington, D.C., exploiteert STScI namens NASA.