계절이 없는 행성의 계절 변화

목성의 구름으로 채워진 대기층의 온도에 대한 40년간의 데이터는 놀라운 주기적 패턴과 반구 사이의 상관관계를 보여준다. 목성과 지구의 많은 차이점 중 하나는 작은 축 기울기를 가지고 있다는 것이다. 가스 행성이 태양으로부터 멀리 떨어져 있는 것과 함께, 기울어지지 않은 것은 목성이 무시할 수 있는 계절적 변동성을 가지고 있다는 것을 보장한다. 그래서 NASA 제트 추진 연구소의 글렌 오튼과 동료들의 새로운 분석이 목성 궤도의 주기에 가까운 주기를 가진 행성의 가장 낮은 대기층인 대류권의 온도 변화 주기를 밝혀냈을 때 놀라운 일이 되었다. 이러한 주기성은 다른 예상치 못한 패턴과 상관관계와 함께 행성 과학자들이 우리 태양계 너머의 가스 행성과 갈색 왜성에 목성의 기후 모델을 적용하기 전에 해결하고자 하는 질문으로 이어진다.

목성의 대기 하부를 탐사하기 위해 오튼과 동료들은 지상과 우주 망원경으로 40년간의 IR 측정값을 분석했다. 그들은 약 20 µm의 파장을 가지고 있는데, 이 파장은 그 층의 120-130 K 온도에 민감하다. 그리고 나서 그들은 대류권의 온도 변화에서 시간적, 공간적 패턴을 찾았다. 가장 주목할 만한 것은 다양한 위도에서 10-14년의 온도 주기였다. 비록 그것이 목성의 궤도 주기인 11.9년에 가깝지만, 최고 온도와 최저 온도의 타이밍은 여름과 겨울의 그것과 일치하지 않았다. 연구원들은 또한 저위도에서의 단기적인 온도 주기성을 확인했다. 마침내, 오턴과 동료들은 아래 그래프에서 볼 수 있듯이, 16°와 30°를 포함한 여러 위도에서 북반구와 남반구 사이의 온도 변화가 강한 반상관관계를 보인다는 것을 발견했다.

그 연구원들은 그 발견들 중 일부를 설명할 수 있는 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 단기 주기는 목성의 성층권의 높은 고도에서의 온도 분석에서 보고된 것과 유사하며, 이는 일부 대류권 가열이 위층에서 발생할 수 있음을 시사한다. 그러나 다양한 시간 척도에서의 다양한 주기적 변화는 여러 가지, 때로는 경쟁적인 과정이 있다는 것을 시사한다. 과학자들이 목성을 가스 행성의 기후를 이해하기 위한 모델로 사용하기를 원한다면, 연구원들은 "사실상 계절적 거대 가스 행성에서 예상치 못한 계절적, 계절적 주기성의 기원을 다루어야 한다"고 말한다