Di kanopi berputar-putar atmosfer Jupiter, tambalan tanpa awan sangat luar biasa sehingga yang besar mendapatkan nama khusus "hot spot". Persisnya bagaimana pembukaan ini dan mengapa mereka hanya ditemukan di dekat khatulistiwa planet telah lama menjadi misteri. Sekarang, dengan menggunakan gambar-gambar dari pesawat ruang angkasa Cassini NASA, para ilmuwan telah menemukan bukti baru bahwa titik-titik panas di atmosfer Jupiter diciptakan oleh gelombang Rossby, sebuah pola yang juga terlihat di atmosfer dan lautan Bumi. Tim menemukan gelombang yang bertanggung jawab atas hot spot meluncur naik dan turun melalui lapisan atmosfer seperti kuda korsel pada komidi putar.
"Ini adalah pertama kalinya ada orang yang dengan cermat melacak bentuk beberapa hot spot selama periode waktu tertentu, yang merupakan cara terbaik untuk menghargai sifat dinamis dari fitur-fitur ini," kata penulis utama studi tersebut, David Choi, seorang Fellow Postdoctoral NASA. bekerja di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md. Makalah ini diterbitkan secara online dalam edisi April jurnal Icarus.
Choi dan rekan-rekannya membuat film selang waktu dari ratusan pengamatan yang diambil oleh Cassini selama terbangnya di Jupiter pada akhir 2000, ketika pesawat ruang angkasa membuat pendekatan terdekat ke planet ini. Film memperbesar garis hot spot antara salah satu sabuk gelap Jupiter dan zona putih cerah, sekitar 7 derajat utara khatulistiwa. Meliputi sekitar dua bulan (dalam waktu Bumi), studi ini meneliti perubahan harian dan mingguan dalam ukuran dan bentuk hot spot, yang masing-masing mencakup wilayah yang lebih luas daripada Amerika Utara.
Banyak dari apa yang diketahui para ilmuwan tentang titik panas berasal dari misi Galileo NASA, yang merilis penyelidikan atmosfer yang turun ke titik panas pada tahun 1995. Ini adalah investigasi in-situ pertama dari atmosfer Jupiter.
"Data penyelidikan Galileo dan beberapa gambar pengorbit mengisyaratkan angin kompleks yang berputar-putar di sekitar dan melalui titik-titik panas ini, dan menimbulkan pertanyaan tentang apakah mereka pada dasarnya adalah gelombang, siklon atau sesuatu di antaranya," kata Ashwin Vasavada, penulis bersama kertas yang berpusat di Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, dan yang merupakan anggota tim pencitraan Cassini selama flyby Jupiter. "Film-film Cassini yang fantastis sekarang menunjukkan seluruh siklus hidup dan evolusi hot spot dengan sangat rinci."
Karena titik-titik panas pecah di awan, mereka memberikan jendela ke lapisan atmosfer Jupiter yang biasanya tidak terlihat, mungkin sampai ke tingkat di mana awan air dapat terbentuk. Dalam gambar, hot spot tampak gelap, tetapi karena lapisan yang lebih dalam lebih hangat, hot spot sangat cerah pada panjang gelombang inframerah di mana panas dirasakan; sebenarnya, inilah cara mereka mendapatkan nama mereka.
Salah satu hipotesis adalah bahwa hot spot terjadi ketika angin besar masuk ke atmosfer dan menjadi panas atau kering dalam proses tersebut. Tapi keteraturan titik panas yang mengejutkan telah menyebabkan beberapa peneliti curiga ada gelombang atmosfer yang terlibat. Biasanya, delapan hingga 10 hot spot berbaris, berjarak hampir merata, dengan gumpalan awan putih pekat di antaranya. Pola ini dapat dijelaskan oleh gelombang yang mendorong udara dingin ke bawah, memecah awan apa pun, dan kemudian membawa udara hangat, menyebabkan tutupan awan tebal terlihat di bulu-bulu. Pemodelan komputer telah memperkuat garis penalaran ini.
Dari film-film Cassini, para peneliti memetakan angin di dalam dan sekitar setiap titik panas dan bulu, dan meneliti interaksi dengan vortisitas yang lewat, selain angin pilin, atau pusaran spiral, yang bergabung dengan titik-titik panas. Untuk memisahkan gerakan ini dari aliran jet tempat hot spot berada, para ilmuwan juga melacak pergerakan awan "skuter" kecil, mirip dengan awan cirrus di Bumi. Ini memberikan apa yang mungkin merupakan pengukuran langsung pertama dari kecepatan angin sebenarnya dari aliran jet, yang clock sekitar 300 hingga 450 mph (500 hingga 720 kilometer per jam) - jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya. Titik panas berjalan dengan kecepatan lebih santai sekitar 225 mph (362 kilometer per jam).
Dengan mengusir gerakan-gerakan individual ini, para peneliti melihat bahwa gerakan titik-titik panas sesuai dengan pola gelombang Rossby di atmosfer. Di Bumi, gelombang Rossby memainkan peran utama dalam cuaca. Misalnya, ketika semburan udara Arktik yang dingin tiba-tiba turun dan membekukan tanaman Florida, gelombang Rossby berinteraksi dengan aliran jet kutub dan mengirimkannya dari jalur tipikal. Gelombang itu mengitari planet kita tetapi secara berkala mengembara ke utara dan selatan.
Gelombang yang bertanggung jawab atas titik-titik panas juga mengelilingi planet ini dari barat ke timur, tetapi alih-alih berkeliaran ke utara dan selatan, ia meluncur naik turun di atmosfer. Para peneliti memperkirakan gelombang ini dapat naik dan turun 15 hingga 30 mil (24 hingga 50 kilometer) di ketinggian.
Temuan baru harus membantu peneliti memahami seberapa baik pengamatan yang dikembalikan oleh penyelidikan Galileo meluas ke seluruh atmosfer Jupiter. "Dan itu adalah langkah lain dalam menjawab lebih banyak pertanyaan yang masih mengelilingi titik-titik panas di Jupiter," kata Choi.
