Hvorfor Jupiter har bælter
Skybælterne på planeten Jupiter kan være skabt af tidevandskræfter fra planetens måner. Franske og tyske forskere har lavet en ’mini-Jupiter’ i laboratoriet for at teste denne teori.

Sådan så Jupiter ud i november sidste år ...

Sådan så Jupiter ud i november sidste år ...

Planeten Jupiter er den største i vort solsystem.

Overfladen er dækket af skyer, og skyerne danner bælter: mørke bånd og lyse zoner som kan ses, selv gennem et lille teleskop.

Bælterne roterer med forskellig fart og i forskellig retning og er i virkeligheden orkaner med enorme vindhastigheder.

Det mørke bånd omkring den særprægede røde plet kaldes det sydlige ækvatorialbånd. Det er specielt aktivt og forandrer farve med jævne mellemrum. Sidst skete den den 13. maj, da Jupiter kom til syne igen på morgenhimmelen efter at være passeret bag solen.

Forskerne tror, at de mørkere bånd er varmere, nedsynkende gasser, mens de lysere zoner er opstigende skyer af frossen ammoniak. Cirkulationen holdes i gang af varmen fra planetens indre, omtrent som strømningerne i en gryde med vande på en kogeplade. Dette kaldes konvektion.

Overfladen eller dybet?

Forskerne har haft to hovedteorier for denne konvektion. Den ene går ud på, at strømhvirvlerne, som danner bælterne, kun findes yderst i atmosfæren.

Så kan bælterne forklares omtrent på samme måde, som vores jord har zoner med fremherskende vindretninger på forskellige breddegrader.

For eksempel det vestenvindsbælte, der præger vejret i Skandinavien, og Nordøstpassaten, som går i modsat retning syd for ækvator.

... og 13. maj i år var det mørke sydlige ækvatorialbælte ved den røde plet blevet lyst. Astronomerne mener, det skyldes, at opstigende skyer af lys, frossen ammoniak af og til dækker for de mørkere, varmere gasser i bælterne. Dette sker med jævne mellemrum - sidst i 1990. Billederne er taget af den australske amatørastronom Anthony Wesley.

Den anden teori er, at bælterne går dybt ned mod kernen af Jupiter, således at Jupiter bliver som en stabel af flade cylindre eller tykke 'pandekager' oven på hinanden, som roterer med forskellig fart.

Tidevandskræfter

Nu har cylinderteorien fået sig en ny teoretisk drejning - bogstavelig talt.

Tyske og franske forskere har foreslået, at cylinderne ikke dannes af varme indefra, men af tyngdekraften fra Jupiters mange måner.

Denne tyngdekraft trækker i gasserne i Jupiters atmosfære, præcist som vores måne trækker en tidevandsbølge op af vores verdenshave. Derfor kaldes disse kræfter for tidevandskræfterne.

En teoretisk model viser, at når månerne kredser omkring Jupiter med bestemte hastigheder, kan summen af disse tidevandskræfter føre til, at atmosfæren deler sig i adskilte flade cylindre eller 'pandekager'.

Mini-Jupiter

For at teste denne teori lavede forskerne en 'mini-Jupiter' i laboratoriet.

De lavede Jupiter som en kugleformet udhulning i en elastisk silikonecylinder. Denne udhulning fyldte de med vand. Vandet skulle efterligne Jupiters atmosfære.

Så trykkede de flade metalcylindre mod silikonecylinderen.

Principskitse af forsøget. Til venstre: Kugleformet udhuling fyldt med vand (Jupiter) inde i elastisk (gul) silikonecylinder. Til højre: Cylinder som presses mod den elastiske silikonecylinder for at deformere den vandfyldte kugle (Jupiter) og efterligne tidevandskræfter. (Illustration: forskning.no)

'Jupiter-vandkuglen' blev således klemt lidt flad i en oval facon. Dette skulle modsvare virkningen af tidevandskræfterne.

Tryk-cylindrene roterede også omkring modellen med forskellig fart, på samme måde som virkelige måner ville have gjort. Inden i vandkuglen var der plaststrimler, som gjode det muligt for forskerne at tage billeder af de vandstrømme, der opstod inde i denne 'Jupiterkugle'.

Ved bestemte omdrejningshastigheder på tryk-cylindrene skete det: Vandstrømmene dannede bælter som roterede med forskellige hastigheder.

Kun en del af historien

Alligevel mener forskerne, at tidevandskræfterne ikke kan være hele forklaringen på, hvorfor Jupiter har sådanne orkanbælter i sin atmosfære. Dertil er tidevandskræfterne fra de relativt små måner for svage i forhold til kæmpeplaneten.

»Tidevandet er ikke hele historien, det er kun en del af den,« siger Cyprien Morize til tidskriftet 'Science'.

Han og de andre forskerne skal publicere resultaterne i tidsskriftet 'Physical Review Letters'.

© forskning.no. Oversat af Johnny Oreskov

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.