|
Таинственные темные пятна на Юпитере
|
|
|
|
Вечный шторм Юпитера, Большое Красное пятно, уже давно вызывает любопытство, но теперь исследователи обнаружили среди необычных особенностей планеты похожие недолговечные пятна, которые могут быть вызваны магнитными торнадо.
|
|
|
|
Астрономы из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили странные туманные точки на полюсах Юпитера. Эти пятна овальной формы и размером примерно с Землю видны только в ультрафиолетовом диапазоне длин волн.
|
|
|
|
В период с 2015 по 2022 год космический телескоп НАСА "Хаббл" часто фиксировал темные пятна, причем ежегодные снимки показывали темное пятно в трех четвертях случаев на Южном полюсе и в одной восьмой - на Северном. Эти загадочные овалы скрыты в слоях дымки над полюсами в стратосфере Юпитера.
|
|
|
|
Как и на Земле, на Юпитере есть свои полярные сияния, известные как Северное и Южное сияние. Странные темные пятна всегда образуются непосредственно под этими полярными зонами. Космический телескоп НАСА "Хаббл" регистрирует пятна как темные из-за того, что они поглощают больше ультрафиолетового излучения, чем их окружение.
|
|
|
|
|
|
|
Хотя полярные сияния могут напоминать нам о Земле, Юпитер значительно отличается от нашей родной планеты. Вместо того, чтобы быть каменистым шаром в космосе, это газовый гигант, состоящий в основном из водорода и гелия, и его диаметр в 11 раз превышает диаметр Земли. Темные пятна указывают на то, что нечто странное происходит гораздо глубже в атмосфере Юпитера, чем там, где образуются полярные сияния на Земле.
|
|
|
|
Открытие магнитных торнадо на Юпитере
|
|
|
|
В конце 1990-х годов космический аппарат "Хаббл", за которым вскоре последовал космический зонд "Кассини" в 2000 году, впервые зафиксировал необычные пятна. В то время астрономы уделяли этому явлению мало внимания. Когда Трой Цубота, студент-старшекурсник Калифорнийского университета в Беркли, заметил их частое появление на южном полюсе Юпитера на последних снимках "Хаббла", это был первый случай, когда кто-то обратил на них серьезное внимание. Вместе со старшим автором Майклом Вонгом из Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли Цубота насчитал восемь таких пятен на снимках в период с 1994 по 2022 год. Тем не менее, только на двух из 25 карт северного полюса Юпитера были изображены темные овалы.
|
|
|
|
Снимки, сделанные "Хабблом", были получены в основном в рамках проекта "Наследие атмосфер внешних планет" (OPAL). Директор OPAL, ученый НАСА Эми Саймон, также присоединилась к работе команды над статьей. Под ее руководством астрономы OPAL ежегодно наблюдают за Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном, чтобы зафиксировать динамику и изменения их атмосферы.
|
|
|
|
“В первые два месяца мы поняли, что эти снимки OPAL в некотором смысле подобны золотой жиле, и я очень быстро смог построить этот конвейер анализа и отправить все изображения, чтобы посмотреть, что мы получим”, - объяснил Цубота. “Именно тогда мы поняли, что можем провести хороший научный и реальный анализ данных и начать обсуждение с коллегами причин их появления”.
|
|
В поисках магнитных торнадо Юпитера
|
|
|
|
По следам странных туманностей Вонг и Цубота разыскали двух экспертов по атмосфере планеты и проконсультировались с ними о том, что было на снимках, сделанных "Хабблом". Этими экспертами были Том Сталлард из Университета Нортумбрии в Ньюкасле-на-Тайне и Си Чжан из Санта-Крус. Сталлард выдвинул гипотезу о магнитной буре, чтобы объяснить эти снимки.
|
|
|
|
Профессор университета Нортумбрии предположил, что силовые линии магнитного поля Юпитера сталкиваются с трением между ионосферой и горячей ионизированной плазмой, исходящей от вулканического спутника Юпитера Ио. В более ранней работе Сталларда было обнаружено вращательное движение в ионосфере Юпитера, которое, по его мнению, может быть связано с вихрем, создаваемым трением, который перемешивает темные овалы сверху, подобно торнадо, ударяющемуся о пыльную землю.
|
|
|
|
Чжан выполнил расчет переноса излучения и количественно определил повышенный уровень дымки, необходимый для объяснения темноты овала. Кроме того, он работал над выявлением потенциальных причин повышенной концентрации дымки.
|
|
|
|
“Дымка в темных овалах в 50 раз плотнее, чем обычно, - сказал Чжан, - что говорит о том, что она, скорее всего, образуется из-за динамики закрученных вихрей, а не из-за химических реакций, вызванных высокоэнергетическими частицами из верхних слоев атмосферы. Наши наблюдения показали, что время и местоположение этих энергичных частиц не коррелируют с появлением темных овалов”.
|
|
ОПАЛ внимательно следит за происходящим
|
|
|
|
В поисках ответов Цубота и Вонг выполняют обещание OPAL раскрыть, насколько атмосфера на других планетах может отличаться от Земной. Однако предстоит еще многое сделать, чтобы полностью понять поведение атмосферы. Никто из ученых не смог определить, создавали ли магнитные торнадо дымку или поднимали ее снизу. Тем не менее, эта работа закладывает основу для того, что ученые могут ожидать найти в космосе и дома.
|
|
|
|
“Изучение связей между различными слоями атмосферы очень важно для всех планет, будь то экзопланета, Юпитер или Земля”, - прокомментировал Вонг. “Мы видим свидетельства процесса, связывающего все в системе Юпитера, от внутренней динамо-машины до спутников и их плазменных ториев, от ионосферы до стратосферной дымки. Поиск этих примеров помогает нам понять планету в целом”.
|
|
|
|
Источник
|
