|
Магнитные вихри создают на полюсах Юпитера дымку
|
|
|
|
В то время как Большое красное пятно Юпитера было постоянной особенностью планеты на протяжении веков, астрономы Калифорнийского университета в Беркли обнаружили одинаково большие пятна на северном и южном полюсах планеты, которые появляются и исчезают, казалось бы, случайным образом.
|
|
|
|
Овалы размером с Землю, которые видны только в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, скрыты слоями стратосферной дымки, покрывающей полюса планеты. Темные овалы, которые можно увидеть, почти всегда расположены чуть ниже ярких полярных сияний на каждом полюсе, которые похожи на северное и южное сияние Земли.
|
|
|
|
Эти пятна поглощают больше ультрафиолета, чем окружающая местность, поэтому на снимках, сделанных космическим телескопом НАСА "Хаббл", они кажутся темными. На ежегодных снимках планеты, сделанных "Хабблом" в период с 2015 по 2022 год, темный овал в ультрафиолетовом свете появляется на южном полюсе в 75% случаев, в то время как темные овалы появляются только на одном из восьми снимков, сделанных на северном полюсе.
|
|
|
|
Темные ультрафиолетовые овалы намекают на необычные процессы, происходящие в сильном магнитном поле Юпитера, которые распространяются вниз к полюсам и глубоко в атмосферу, намного глубже, чем магнитные процессы, вызывающие полярные сияния на Земле.
|
|
|
|
|
|
|
Исследователи Калифорнийского университета в Беркли и их коллеги сообщают об этом явлении 26 ноября в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Темные ультрафиолетовые овалы были впервые обнаружены телескопом "Хаббл" в конце 1990-х годов на северном и южном полюсах, а затем на северном полюсе космическим аппаратом "Кассини", пролетавшим мимо Юпитера в 2000 году, но они не привлекли особого внимания.
|
|
|
|
Однако, когда студент Калифорнийского университета в Беркли Трой Цубота провел систематическое изучение последних изображений, полученных "Хабблом", он обнаружил, что они являются общей чертой южного полюса — он насчитал восемь южных овалов, окрашенных в ультрафиолетовый цвет (SUDO), в период с 1994 по 2022 год.
|
|
|
|
На всех 25 глобальных картах Хаббла, на которых показан северный полюс Юпитера, Цубота и старший автор Майкл Вонг, младший астроном-исследователь из Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли, обнаружили только два северных овала, окрашенных в ультрафиолетовый цвет (NUDO).
|
|
|
|
Большинство снимков "Хаббла" были сделаны в рамках проекта "Наследие атмосферы внешней планеты" (OPAL), которым руководит Эми Саймон, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и соавтор статьи. Используя телескоп Хаббл, астрономы OPAL ежегодно проводят наблюдения за Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном, чтобы понять динамику их атмосферы и эволюцию с течением времени.
|
|
|
|
"В первые два месяца мы поняли, что эти снимки OPAL в некотором смысле подобны золотой жиле, и я очень быстро смог построить этот аналитический конвейер и отправить все изображения, чтобы посмотреть, что мы получим", - сказал Цубота, который учится на последнем курсе Калифорнийского университета в Беркли в качестве аналитика. тройная специализация по физике, математике и информатике.
|
|
|
|
"Именно тогда мы поняли, что действительно можем провести хороший научный и реальный анализ данных и начать обсуждать с коллегами причины их появления".
|
|
|
|
Вонг и Цубота проконсультировались с двумя экспертами по атмосферам планет — Томом Сталлардом из Университета Нортумбрии в Ньюкасле-на-Тайне в Великобритании и Си Чжаном из Калифорнийского университета в Санта—Крузе - чтобы определить, что могло вызвать появление этих областей плотной дымки.
|
|
|
|
Сталлард предположил, что темный овал, вероятно, перемешивается сверху вихрем, возникающим, когда силовые линии магнитного поля планеты испытывают трение в двух очень отдаленных местах: в ионосфере, где Сталлард и другие астрономы ранее обнаружили вращательное движение с помощью наземных телескопов, и в слое горячей ионизированной плазмы вокруг солнца. планета, разрушенная вулканическим спутником Ио.
|
|
|
|
Вихрь быстрее всего вращается в ионосфере, постепенно ослабевая по мере достижения каждого более глубокого слоя. Подобно торнадо, приземляющемуся на пыльную землю, самая глубокая часть вихря поднимает туманную атмосферу, создавая плотные пятна, которые наблюдали Вонг и Цубота. Неясно, поднимает ли смешивание еще больше тумана снизу или создает дополнительную дымку.
|
|
|
|
Основываясь на наблюдениях, команда исследователей подозревает, что овалы образуются в течение примерно месяца и рассеиваются через пару недель.
|
|
|
|
"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".
|
|
|
|
Полученные результаты - это то, ради чего и был разработан проект OPAL: выяснить, насколько динамика атмосферы на планетах-гигантах Солнечной системы отличается от того, что мы знаем на Земле.
|
|
|
|
"Изучение связей между различными слоями атмосферы очень важно для всех планет, будь то экзопланета, Юпитер или Земля", - сказал Вонг.
|
|
|
|
"Мы видим свидетельства процесса, связывающего все во всей 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
|
