Nieuwe gegevens van NASA’s Juno-missie hebben ons begrip van de grootte en vorm van Jupiter verfijnd, en onthullen dat de planeet aanzienlijk kleiner en “verpletterd” is dan eerdere schattingen suggereerden. De bevindingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, tonen een aanzienlijke verbetering in de meetnauwkeurigheid aan dankzij uiterst nauwkeurige radio-occultatietechnieken en de opname van voorheen onbekende zonale windeffecten.
De afmetingen van Jupiter verfijnen
Tientallen jaren lang waren de afmetingen van Jupiter gebaseerd op gegevens van de Pioneer- en Voyager-missies uit de jaren zeventig. Deze eerdere metingen waren weliswaar fundamenteel, maar misten de nauwkeurigheid die nu met moderne instrumenten kan worden bereikt. Het Juno-ruimtevaartuig, dat sinds 2016 in een baan om Jupiter draait, heeft wetenschappers in staat gesteld het binnenste van de planeet te onderzoeken via radiosignalen, waardoor een duidelijker beeld ontstaat van de ware vorm ervan.
Uit de laatste analyse blijkt dat de poolstraal van Jupiter ongeveer 66.842 kilometer bedraagt, terwijl de equatoriale straal 71.488 kilometer bedraagt. De gemiddelde straal is 69.886 kilometer. Deze metingen zijn 12 kilometer kleiner aan de polen, 4 kilometer smaller aan de evenaar en in totaal 8 kilometer kleiner vergeleken met eerdere schattingen. Deze correctie is niet slechts een verfijning van de cijfers; het geeft aan dat ons begrip van de structuur van de gasreus onvolledig is.
De rol van rotatie en wind
De vorm van Jupiter is een afgeplatte sferoïde, afgeplat aan de polen en uitpuilend aan de evenaar vanwege zijn snelle rotatie (een dag op Jupiter duurt iets minder dan 10 uur). De middelpuntvliedende krachten die door deze draaiing worden gegenereerd, gaan de zwaartekracht tegen, waardoor de equatoriale uitstulping ontstaat. De binnendichtheid van Jupiter is echter niet uniform. De dichtheid neemt dramatisch toe, van minder dan 1 kg/m³ in de wolkentoppen tot duizenden kg/m³ diep binnenin, waardoor breedtevariaties in het zwaartekrachtveld ontstaan.
Naast deze complexiteit beïnvloeden de krachtige zonale winden van Jupiter ook de vorm van de planeet. Deze winden wijzigen de middelpuntvliedende krachten en veroorzaken verdere variaties, tot wel 10 kilometer, vooral nabij de evenaar. Eerdere modellen hielden niet volledig rekening met deze atmosferische effecten, wat resulteerde in minder nauwkeurige schattingen.
Hoe de metingen zijn uitgevoerd
De Juno-missie maakte gebruik van radio-occultatie, een methode om door de dichte wolken van Jupiter te ‘kijken’ door radiosignalen terug naar de aarde te sturen. Terwijl deze signalen door de ionosfeer gaan, buigen ze af en vertragen ze als gevolg van atmosferische gassen. Door nauwkeurig de frequentieverschuivingen te meten die door deze buiging worden veroorzaakt, kunnen wetenschappers de temperatuur, druk en elektronendichtheid op verschillende diepten bepalen. Deze techniek maakt gedetailleerde interne structuuranalyse mogelijk waarbij directe observatie onmogelijk is.
Waarom dit belangrijk is
Het verbeterde begrip van de dimensies van Jupiter heeft gevolgen voor de planetaire wetenschap. Nauwkeurige metingen zijn van cruciaal belang voor het modelleren van de interne structuur, het magnetische veld en de atmosferische dynamiek van Jupiter. Deze factoren beïnvloeden het hele Jupiterstelsel, inclusief de manen en stralingsgordels. Betere vormgegevens verfijnen ook ons begrip van hoe gasreuzen ontstaan en evolueren.
Deze bevindingen onderstrepen de waarde van voortdurende planetaire verkenning. Terwijl eerdere missies de basis legden, blijft de precisie van moderne instrumenten zoals Juno onze kennis van het zonnestelsel uitdagen en verfijnen.
De verbeterde gegevens zullen dienen als basis voor toekomstige Jupiter-observaties en kunnen inzicht verschaffen in het gedrag van andere gasreuzen, zowel binnen ons zonnestelsel als daarbuiten.
