Jupiter: cyclonen, ammoniak en misschien een ‘donzige’ kern

Ruimtevaart Aan de polen van Jupiter kolken wolken van ammoniak. Dat blijkt uit eerste metingen van de ruimtesonde Juno.

Foto NASA/SwRI/MSSS / beeldbewerking Peter Lipton

Een overdaad aan schilderachtige cyclonen, opwellend ammoniakgas en misschien een kolossale ‘donzige’ kern. Dat zijn enkele van de ontdekkingen die de Amerikaanse ruimtesonde Juno bij de grote gasplaneet Jupiter heeft gedaan. In twee artikelen die vrijdag in Science zijn verschenen doen wetenschappers daar verslag van.

Juno werd in 2011 gelanceerd en bereikte bijna vijf jaar later, in juli 2016, zijn bestemming. Hij draait nu in een langgerekte baan rond Jupiter. Die baan staat haaks op de evenaar en voert dus over de polen. Juno nadert het wolkendek tot op minder dan 5.000 kilometer. Daarbij duikt hij bij herhaling in het ‘gat’ tussen Jupiter en diens (bescheiden) ringenstelsel, net zoals de ruimtesonde Cassini dat momenteel bij Saturnus doet.

Dankzij deze bijzondere omloopbaan kunnen de polen van Jupiter voor het eerst goed worden bekeken. De beelden laten zien dat het patroon van horizontale wolkenbanden, dat zo kenmerkend is voor de rest van de planeet, daar ontbreekt. Het heeft plaats gemaakt voor een chaotisch tafereel van heldere ovale structuren die associaties oproepen met het schilderij De sterrennacht (1889) van Vincent van Gogh. Time-lapsefilmpjes tonen aan dat het om cyclonen gaat – wervelstormen met een diameter tot wel 1.400 kilometer.

Uit metingen blijkt verder dat nabij de evenaar vanaf een diepte van honderden kilometers onder de bovenkant van het wolkendek ammoniak opwelt. Dat heeft grote invloed op het weer hogerop in de atmosfeer. Dat lijkt op de circulatie in de aardatmosfeer die ontstaat door het opstijgen van warme lucht aan de aardse evenaar, maar dan grootser.

Jupiter is een gasplaneet – waarschijnlijk heeft de planeet een onduidelijk begrensd oppervlak. Hoe Jupiter er op nóg grotere diepte uitziet, is ook onzeker. Metingen van het zwaartekrachtveld van de planeet hebben de vraag nog niet beantwoord of zich in het centrum – zoals verwacht – een rotsachtige kern van het formaat aarde bevindt.

Nog niet gepubliceerde resultaten geven aan dat Jupiter een grote kern heeft. Mogelijk is hij niet scherp begrensd: er zou sprake zijn van een geleidelijke overgang naar de bovenliggende mantel van hete, sterk samengedrukte waterstof. Als dit wordt bevestigd, kunnen de bestaande modellen over het inwendige van Jupiter de prullenbak in.

Een analyse van het magnetische veld laat zien dat de veldsterkte in de buurt van de planeet tweemaal zo groot is als eerder voorspeld: bijna 8 gauss oftewel ruim tien keer zo sterk als het aardmagnetische veld aan het aardoppervlak. De sterkte verschilt van plaats tot plaats. Dat laatste kan erop wijzen dat het magnetische veld niet wordt gegenereerd in de mantel van samengeperste waterstof rond de kern, maar in een nog hoger gelegen laag waterstof.

Foto NASA/SwRI/MSSS / beeldbewerking Peter Lipton