Drieste draaiing; Rotatietijd Jupiter moet worden bijgesteld

Jupiter raakt elke vier jaar ongeveer één graad voor op zijn eerder berekende stand. Sinds de jaren zestig is er al een fout van acht graden in de rotatiestand van de planeet ontstaan.

HET INWENDIGE van de planeet Jupiter draait sneller rond dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit metingen van astronomen van de universiteit van Florida in Gainesville. Het verschil is slechts gering, 0,025 seconde per omwenteling, maar dat betekent iedere vier jaar toch al een afwijking van 1°, ofwel een afstand van ruim 1300 kilometer langs de evenaar van Jupiter. De vraag is nu of de nieuwe waarde alleen nauwkeuriger is of ook wijst op een geleidelijke verandering. In het laatste geval zouden astronomen voor het eerst het effect van een poolverschuiving op Jupiter hebben gemeten.

Doordat Jupiter geen vast oppervlak heeft, zijn er geen vaste kenmerken waarmee vanaf de aarde nauwkeurig een rotatietijd kan worden vastgesteld. De vlekken op de planeet zijn de toppen van wolken in een turbulente atmosfeer, dus slechts tijdelijke, verschuivende bakens. Bovendien hangt de rotatietijd van die atmosfeer af van de breedte. Gebieden aan de evenaar draaien éénmaal rond in gemiddeld 9 uur 50 minuten en 30 seconden (Systeem I) en die op hogere breedten in 9 uur 55 minuten en 40 seconden (Systeem II).

Pogingen van astronomen om een rotatieperiode te vinden die samenhangt met een constant roterend inwendige bleven vruchteloos tot 1955. Toen ontdekten Bernard Burke en Kenneth Franklin dat Jupiter straling uitzendt op een golflengte van ongeveer 14 meter. Deze decameterstraling bestaat uit groepen van korte stoten (bursts), die uit vaste punten in de ionosfeer of magnetosfeer van Jupiter komen. Hun regelmatige terugkeer maakt het dus mogelijk de aswenteling te bepalen van het magnetische veld, dat verankerd ligt in een (onbekend) deel van het vloeibare inwendige van de planeet.

De nauwkeurigheid van de aldus afgeleide rotatieperiode wordt groter naarmate het aantal jaren tussen de eerste en de laatste meting toeneemt. In 1962 kwamen de resultaten van verschillende sterrenwachten voldoende met elkaar overeen om de Internationale Astronomische Unie te doen besluiten met terugwerkende kracht een rotatieperiode van 9 uur 55 minuten 29,37 seconden aan te nemen: Systeem III (1957). In het midden van de jaren zeventig werd het seconden-deel met terugwerkende kracht verhoogd tot 29,71: Systeem III (1965).

MOGELIJKE FOUT

Nu, ruim twintig jaar later, blijkt opnieuw een herziening nodig. Astronomen van de universiteit van Florida in Gainesville hebben een rotatietijd afgeleid uit metingen die tussen 1957 en 1994 waren verricht op de radiosterrenwacht van hun universiteit en op het Maipu Radio Astronomy Observatory bij Santiago in Chili. Uit deze metingen blijkt dat het seconden-deel van de rotatietijd nu 29,6854 bedraagt. De mogelijke fout hierin bedraagt nog maar 0,0035 seconde. “Wij denken dat dit de meest nauwkeurige waarde van een Joviaanse rotatieperiode is die ooit is gemeten”, aldus de onderzoekers.

De nieuwe waarde is 0,025 seconde kleiner dan die van Systeem III. Dit betekent dat Jupiter momenteel iedere vier jaar ongeveer één graad op zijn berekende stand voor raakt. Sinds het midden van de jaren zestig is er al een fout van 8° in de rotatiestand van (het inwendige van) de planeet ontstaan. De onderzoekers stellen daarom een nieuwe rotatietijd voor, Systeem III (1997), die gebruikt moet worden wanneer nauwkeurigheden van ongeveer één graad in lengte worden vereist bij onderzoek aan verschijnselen over tijdschalen van een decennium of langer.

De astronomen zijn ook nagegaan of er misschien een geleidelijke verandering heeft plaatsgevonden, maar helaas is de fout in de afzonderlijk metingen te groot om hierover met zekerheid iets te kunnen zeggen. De onderzoekers concluderen dat zo'n 'drift' hooguit 4 milliseconden per jaar zou kunnen bedragen. Een mogelijke verandering van die grootte kan niet het gevolg zijn van een verandering in de rotatietijd van Jupiter. Het enige bekende mechanisme daarvoor, een inkrimping van de planeet met hooguit één millimeter per jaar, veroorzaakt een versnelling van nog geen microseconde per jaar.

De meest waarschijnlijke oorzaak van een mogelijke geleidelijke afname zou een verschuiving van het magnetische veld c.q. de magnetische polen van Jupiter kunnen zijn. De geomagnetische polen van de aarde verschuiven ieder jaar ongeveer 0,2° naar het westen, in de richting van de aswenteling, en een verandering van die grootte zou bij Jupiter gemakkelijk te detecteren moeten zijn. “De nu gemeten bovengrens wijst er dus op hoe stabiel het magnetische veld van Jupiter in de afgelopen 37 jaar in feite is geweest”, aldus de onderzoekers.

Niet bekend

    • George Beekman