Юпитер обладает одними из наиболее заметных атмосферных особенностей в нашей солнечной системе. Большое Красное Пятно планеты, достаточно большое, чтобы охватить Землю, почти так же известно, как некоторые из различных рек и гор на планете, которую мы называем домом. Однако, как и Земля, Юпитер постоянно меняется, и нам еще многое предстоит узнать об этой планете. Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба раскрывает некоторые из этих загадок, раскрывая новые особенности Юпитера, которые мы никогда раньше не видели, включая высокоскоростной реактивный самолет, проносящийся над экватором планеты. Хотя струйное течение не так визуально очевидно или ошеломляюще, как некоторые другие особенности Юпитера, оно дает исследователям невероятное представление о том, как слои атмосферы планеты взаимодействуют друг с другом, и о том, как Уэбб поможет в этих исследованиях в будущем.
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба обнаружил новую, ранее невиданную особенность в атмосфере Юпитера. Высокоскоростной реактивный поток, ширина которого превышает 3000 миль (4800 километров), находится над экватором Юпитера, над основными слоями облаков. Открытие этой струи дает представление о том, как слои знаменитой турбулентной атмосферы Юпитера взаимодействуют друг с другом и как Уэбб уникально способен отслеживать эти особенности. «Это нас полностью удивило», — сказал Рикардо Уэсо из Университета Страны Басков в Бильбао, Испания, ведущий автор статьи, описывающей полученные результаты. «То, что мы всегда видели как размытую дымку в атмосфере Юпитера, теперь выглядит как четкие детали, которые мы можем отслеживать вместе с быстрым вращением планеты».
Исследовательская группа проанализировала данные NIRCam (камеры ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба, снятые в июле 2022 года. Программа Early Release Science, которую совместно возглавляют Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли и Тьерри Фуше из Парижской обсерватории, была разработана для того, чтобы сделайте снимки Юпитера с интервалом в 10 часов или один юпитерианский день с помощью четырех разных фильтров, каждый из которых уникально способен обнаруживать изменения в мелких деталях на разных высотах атмосферы Юпитера. «Несмотря на то, что различные наземные телескопы, космические корабли, такие как «Юнона» и «Кассини» НАСА, а также космический телескоп «Хаббл» НАСА наблюдали за изменением погодных условий в системе Юпитера, Уэбб уже предоставил новые данные о кольцах Юпитера, спутниках и его атмосфере», — отметил де Патер.
Хотя Юпитер во многом отличается от Земли (Юпитер — газовый гигант, Земля — скалистый мир с умеренным климатом), обе планеты имеют многослойную атмосферу. Инфракрасные, видимые, радио- и ультрафиолетовые волны света, наблюдаемые этими другими миссиями, обнаруживают нижние и глубокие слои атмосферы планеты, где обитают гигантские штормы и облака аммиачного льда. С другой стороны, взгляд Уэбба дальше в ближнюю инфракрасную область, чем раньше, чувствителен к более высоким слоям атмосферы, примерно в 15-30 милях (25-50 километрах) над верхушками облаков Юпитера. На изображениях в ближнем инфракрасном диапазоне дымка на больших высотах обычно выглядит размытой, с повышенной яркостью в экваториальной области. С помощью Webb более мелкие детали разрешаются в пределах яркой, размытой полосы. Недавно обнаруженный реактивный поток движется со скоростью около 320 миль в час (515 километров в час), что вдвое превышает скорость ветра урагана 5-й категории здесь, на Земле. Он расположен примерно в 25 милях (40 километрах) над облаками, в нижней стратосфере Юпитера.
Сравнивая ветры, наблюдаемые Уэббом на больших высотах, с ветрами, наблюдаемыми в более глубоких слоях с помощью Хаббла, команда смогла измерить, насколько быстро ветер меняется с высотой и генерирует сдвиги ветра. В то время как превосходное разрешение Уэбба и диапазон длин волн позволили обнаружить небольшие особенности облаков, используемые для отслеживания струи, дополнительные наблюдения Хаббла, сделанные через день после наблюдений Уэбба, также имели решающее значение для определения основного состояния экваториальной атмосферы Юпитера и наблюдения за развитием конвективные штормы на экваторе Юпитера, не связанные с джетом. «Мы знали, что разные длины волн Уэбба и Хаббла раскроют трехмерную структуру грозовых облаков, но мы также смогли использовать время получения данных, чтобы увидеть, как быстро развиваются штормы», — добавил член команды Майкл Вонг из Университета США. Калифорния, Беркли, который руководил соответствующими наблюдениями Хаббла.
Исследователи с нетерпением ждут дополнительных наблюдений Юпитера с помощью Уэбба, чтобы определить, меняются ли скорость и высота джета с течением времени. «Юпитер имеет сложную, но повторяемую картину ветров и температур в экваториальной стратосфере, высоко над ветрами в облаках и дымке, измеренных на этих длинах волн», — объяснил член команды Ли Флетчер из Университета Лестера в Соединенном Королевстве. «Если сила этой новой струи связана с этой колеблющейся структурой стратосферы, мы можем ожидать, что в ближайшие 2–4 года она будет значительно меняться — будет действительно интересно проверить эту теорию в ближайшие годы». «Для меня удивительно, что после многих лет отслеживания облаков и ветров Юпитера с помощью многочисленных обсерваторий нам еще многое предстоит узнать о Юпитере, и такие особенности, как этот реактивный самолет, могут оставаться скрытыми от глаз до тех пор, пока в 2022 году не будут сделаны эти новые изображения NIRCam», — продолжил Флетчер. Результаты исследователей были недавно опубликованы в журнале Nature Astronomy.
