木星の大気の渦巻く天蓋では、雲のないパッチは非常に優れているため、大きなパッチには「ホットスポット」という特別な名前が付けられます。これらのクリアリングがどのように形成されるのか、そしてなぜそれらが惑星の赤道の近くでしか見られないのかは、長い間謎でした。現在、NASAのカッシーニ宇宙船からの画像を使用して、科学者は木星の大気のホットスポットがロスビー波によって作成されたという新しい証拠を発見しました。これは、地球の大気と海にも見られるパターンです。チームは、ホットスポットの原因である波が、メリーゴーランドのカルーセル馬のように、大気の層を上下に滑空するのを発見しました。
「これは、誰かが複数のホットスポットの形状をある期間にわたって綿密に追跡したのはこれが初めてです。これは、これらの機能の動的な性質を理解するための最良の方法です。」 NASAのメリーランド州グリーンベルトにあるGoddard宇宙飛行センターで働いています。この論文は、ジャーナルIcarusの4月号にオンラインで掲載されています。
チェイと彼の同僚は、宇宙船が惑星に最も接近した2000年後半に木星の接近飛行中にカッシーニが撮った何百もの観察からタイムラプスムービーを作成しました。映画は、木星の暗い帯の1つと赤道の北約7度の明るい白いゾーンの間のホットスポットのラインにズームインします。研究は約2か月（地球時間）をカバーし、ホットスポットのサイズと形状の毎日および毎週の変化を調べます。ホットスポットはそれぞれ、平均して北米よりも広いエリアをカバーしています。
科学者がホットスポットについて知っていることの多くは、1995年にホットスポットに降下した大気探査機をリリースしたNASAのガリレオミッションから来ました。これは、木星の大気の最初で、これまでのところその場での調査でした。
「ガリレオのプローブデータといくつかのオービター画像は、これらのホットスポットの周りを旋回する複雑な風をほのめかし、それらが基本的に波、サイクロン、またはその間の何かであるかどうかについて疑問を投げかけました。カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所を拠点とし、木星接近飛行中にカッシーニイメージングチームのメンバーでした。 「カッシーニの素晴らしい映画は、ホットスポットのライフサイクル全体と進化を非常に詳細に示しています。」
ホットスポットは雲の切れ目であるので、通常は見えない木星の大気の層に窓を提供します。水雲が形成される可能性のあるレベルまでずっと可能です。写真では、ホットスポットは暗く見えますが、より深い層が暖かいため、ホットスポットは熱が感知される赤外線波長で非常に明るくなります。実際、これが彼らの名前の由来です。
仮説の1つは、空気の大きな通風が大気中に沈み、その過程で加熱または乾燥するとホットスポットが発生するというものです。しかし、ホットスポットの驚くべき規則性により、一部の研究者は大気波が関与していると疑っています。通常、8〜10個のホットスポットがほぼ等間隔で並んでおり、その間に雲の白い密集した雲があります。このパターンは、冷たい空気を押し下げて雲を砕き、暖かい空気を運び上げて、プルームに見られる重い雲に覆われる波によって説明できます。コンピュータモデリングはこの推論のラインを強化しました。
カッシーニの映画から、研究者は各ホットスポットとプルーム内およびその周辺の風をマッピングし、ホットスポットと合流する風の渦または渦巻き渦に加えて、通過する渦との相互作用を調べました。これらの動きをホットスポットが存在するジェットストリームから分離するために、科学者たちは地球上の巻雲と同様に、小さな「スクーター」雲の動きも追跡しました。これにより、時速300〜450 mph（時速500〜720 km）で計測されたジェットストリームの真の風速を初めて測定することができます。ホットスポットは、約225 mph（時速362キロメートル）のゆったりとしたペースで歩き回ります。
これらの個々の動きをからかうことにより、研究者たちは、ホットスポットの動きが大気中のロスビー波のパターンに一致することを確認しました。地球では、ロスビー波が天気に大きな役割を果たします。たとえば、極寒の北極圏の空気が突然落ち込み、フロリダの作物が凍ると、ロスビー波が極ジェットストリームと相互作用して、その典型的なコースを離れます。波は私たちの惑星の周りを移動しますが、行くにつれて周期的に南北をさまよっています。
ホットスポットの原因となる波は、惑星を西から東に旋回しますが、南北に移動する代わりに、大気中を上下に滑空します。研究者は、この波が高度で15〜30マイル（24〜50 km）上下する可能性があると推定しています。
新しい調査結果は、ガリレオプローブによって返された観測が木星の他の大気にどの程度広がっているかを研究者が理解するのに役立つはずです。 「そして、それはまだ木星のホットスポットを取り巻く多くの質問に答える別のステップです」とChoiが言いました。
