Сорок лет исследований раскрывают загадочное поведение атмосферы Юпитера

Температура в верхних слоях атмосферы Юпитера меняется в несколько циклов по неизвестным ранее причинам. Более того, изменения странным образом «перестраиваются» между отдаленными регионами газообразного гиганта...

Со времен Галилео Галилея мы знаем, что атмосфера Юпитера имеет чередующиеся светлые и красновато-коричневые полосы, которые параллельны его экватору. Более того, первые относительно примитивные межпланетные зонды, Пионер 10 и 11, показали, что температура в этих полосах существенно различается – светлые полосы холоднее своих темных собратьев. Однако причины такой договоренности остаются неизвестными и по сей день.

Фото: НАСА

Планетолог Гленн Ортон из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) решил узнать больше об этом интересном явлении. Ортон начал свои исследования 40 лет назад и продолжает их до сих пор. В конце концов, это не такой уж и сюрприз – один год на Юпитере длится почти 12 земных лет, поэтому изменения в его атмосфере происходят очень медленно. Теперь, похоже, ученые нашли ответы, по крайней мере, на некоторые вопросы об атмосфере газового гиганта – промежуточные результаты работы команды Ортона были недавно опубликованы в престижном журнале Nature Astronomy.

Загадочные изменения температуры

Исследование команды Ортона опирается на впечатляющий набор данных, собранных шестью зондами и несколькими наземными телескопами за последние десятилетия. Оказалось, что температура в полосах атмосферы Юпитера меняется со временем, повышаясь и снова понижаясь, гораздо чаще, чем считалось ранее. Более того, в некоторых случаях изменения температур происходят в несмежных регионах, и создается впечатление, что эти регионы связаны между собой. В какой-то степени это можно сравнить с временами года на Земле, где повышение температуры в северном полушарии приводит к ее понижению в южном полушарии. Эти изменения особенно заметны в областях 16°, 22° и 30° от экватора Юпитера.

Однако на Юпитере не должна действовать система времен года. В отличие от Земли, орбита Юпитера очень круговая, а наклон его оси вращения (3°) очень мал по сравнению с нашей планетой (23°). Таким образом, количество солнечной радиации, получаемой Юпитером в течение года, практически не меняется.

Ученые даже смогли описать три регулярных цикла – 4-летний цикл, 7-9-летний цикл и 10-14-летний цикл – в которых происходят изменения температуры. Именно эти циклы представляют собой самую большую загадку для ученых. Они считают, что самый длинный цикл может быть как-то связан с орбитой Юпитера, поскольку он близок к его годовому периоду, но что стоит за более короткими циклами, совершенно не ясно.

«Нам удалось разгадать одну часть головоломки – в атмосфере Юпитера действительно существуют естественные циклы. Чтобы понять, что движет этими закономерностями, нам нужно будет сосредоточить дальнейшие исследования на регионах как выше, так и ниже облачных слоев Юпитера», – резюмирует выводы группы Ортона соавтор исследования Ли Флетчер из Университета Лестера.

Фото: plus-one.ru

Пятьдесят километров клубящихся облаков

Юпитер постоянно окутан облаками, рассеянными на различных высотах в тропопаузе. Облачный покров делится на более светлые зоны и более темные полосы, расположенные параллельно экватору планеты. Взаимодействие между этими циркулирующими областями приводит к штормам и турбулентности.

Толщина слоя красивых клубящихся облаков, включая наблюдаемые бури, составляет всего 50 км. Он состоит из кристаллов аммиака, которые образуют два разных облачных слоя: нижний – более тонкий, а верхний – более толстый, но более прозрачный. Темный материал, по-видимому, представляет собой соединения, поднятые с больших глубин, которые затем меняют цвет, вступая в реакцию с ультрафиолетовым излучением Солнца. Состав этих соединений пока не известен, но предполагается, что в них входят фосфор, сера и, возможно, различные углеводороды.