Астрономы раскрыли загадки атмосферы Юпитера
Три года детальных наблюдений за Юпитером с Земли и из космоса позволили понять многие процессы, происходящие в атмосфере газового гиганта. Результаты исследований опубликованы в журнале Astrophysical Journal Supplement Series.
Несмотря на то, что астрономы наблюдают Юпитер уже более 400 лет, многие детали его турбулентной и постоянно меняющейся атмосферы оставались неясными. Теперь, благодаря совместному анализу данные, полученные с помощью орбитального телескопа "Хаббл", космического аппарата "Юнона" и обсерватории Джемини на Гавайях, ученые смогли детально исследовать загадочное Большое Красное Пятно, штормовые системы, источники вспышек молний, циклонические вихри и другие особенности атмосферы Юпитера.
Исследователи во главе с Майклом Воном (Michael Wong) из Калифорнийского университета в Беркли (США) объединили ультрачеткие инфракрасные изображения обсерватории Джемини с многоволновыми и ультрафиолетовыми снимками "Хаббла" и радионаблюдениями космической станции "Юнона", расположенной непосредственно на орбите планеты.
Это позволило ученым разобраться в том, как формируется погода Юпитера, оценить количество воды в его атмосфере, а также лучше представить себе, как образовались планеты Солнечной системы более четырех с половиной миллиарда лет назад.
"Микроволновый радиометр Юноны проникает глубоко в атмосферу планеты, обнаруживая высокочастотные радиоволны, проходящие через толстые слои облаков, а данные от "Хаббла" и Джемини позволяют понять, насколько мощные эти облака и как глубоко сквозь них мы видим", — приводятся в пресс-релизе НАСА объяснения одного из авторов исследования Эми Саймон (Amy Simon) из Центра космических полетов имени Годдарда.
Как и на Земле, молнии в атмосфере Юпитера служат источниками радиоволн и видимого света. Благодаря совмещению вспышек молний, обнаруженных "Юноной" с оптическими изображениями "Хаббла" и инфракрасными снимками Джемини, ученые выяснили, что разряды молний и крупнейшие штормовые системы, которые их создают, образуются внутри и вокруг больших конвективных ячеек над облаками из воды и льда.
Для возникновения молний необходимо, чтобы встретились атмосферные структуры трех типов, считают ученые: низкие насыщенные водой облака, большие конвективные "башни", создаваемые подъемом влажного воздуха, и массы чистого воздуха, опускающиеся к поверхности планеты за пределами конвективных "башен".
"Молния является маркером конвекции, турбулентного процесса смешивания, который переносит внутреннее тепло Юпитера до видимых верхушек облаков", — объясняет Майкл Вон.
Ученые считают, что молнии распространены в турбулентных зонах, известных как складчатые нитевидные области, а конвективные "башни" — это циклонические вихри, в которых внутренняя энергия высвобождается в виде влажной конвекции.
"Последующие исследования источников молний помогут нам понять, чем конвекция на Юпитере отличается от конвекции в атмосфере Земли или чем похожа на нее", — говорит Вон.
Благодаря возможности сравнивать изображения в видимом свете от Хаббла с тепловыми инфракрасными изображениями обсерватории Джемини, последовательно снятыми в течение нескольких часов, ученые также смогли разгадать одну из загадок Большого Красного Пятна Юпитера. Оказалось, что темные "объекты" в нем, которые то появляются, то исчезают, изменяя форму с течением времени, не скопления более плотного материала, как считалось ранее, а просто просветы в облаках.