В бурлящей атмосфере Юпитера безоблачное участки очень редки
15 марта 2013 года, 16:48 | Текст: Дмитрий Целиков
В бурлящей атмосфере Юпитера безоблачное участки настолько редки, что самые крупные из них получают наименование «горячих точек» (hot spots). Учёные давно задаются вопросом, как формируются эти прогалины и почему они располагаются только вблизи экватора.
Благодаря изображениям, полученным космическим аппаратом «Кассини», Дэвид Цой из Центра космических полётов НАСА им. Годдарда и его коллеги нашли новые доказательства того, что «горячие точки» в атмосфере Юпитера создаются волнами Россби — такими же, какие наблюдаются в атмосфере Земли и на поверхности океанов. По словам экспертов, «горячие точки» скользят вверх и вниз сквозь слои атмосферы, точно лошадки на карусели.
Учёные собрали несколько фильмов из сотен наблюдений, выполненных «Кассини» во время пролёта Юпитера в конце 2000 года. Специалистов интересовала линия «горячих точек» между одним из тёмных поясов планеты и ярко-белой зоной примерно в 7° к северу от экватора. На протяжении двух месяцев (по земному времени) исследователи рассматривали ежедневные и еженедельные изменения форм и размеров «горячих точек», каждая из которых в среднем больше всей Северной Америки.
В 1995 году аппарат «Галилео» отправил в одну из «горячих точек» специальный зонд. Это было первое и пока единственное исследование атмосферы Юпитера in situ. Собственно говоря, почти всё, что мы сегодня знаем об этих областях, добыто его трудами. Оказалось (и последующие наблюдения это подтвердили), что в «горячих точках» и вокруг них дуют сложные ветры. Что это — атмосферные волны, циклоны или что-то среднее?
Поскольку «горячие точки» представляют собой, по сути, разрывы в облачном покрове, сквозь них можно заглянуть в обычно невидимый слой атмосферы Юпитера — теоретически вплоть до того уровня, где формируются облака из воды. На обычных изображениях «горячие точки» выглядят мутными, но благодаря тому, что более глубокие слои теплее, они светятся в инфракрасной части спектра: именно поэтому «горячие точки» получили своё название.
Одна из гипотез гласит, что «горячие точки» возникают, когда большие массы воздуха погружаются в глубь атмосферы, нагреваясь или высыхая. Но удивительная регулярность «горячих точек» привела некоторых исследователей к предположению, что здесь не обходится без участия атмосферных волн. Как правило, 8–10 «горячих точек» выстраиваются в линию примерно на равном расстоянии, а пространство между ними занимают густые белые перистые облака. Эту закономерность можно объяснить тем, что волна, которая толкает холодный воздух вниз, разбивает тучи, а затем несёт теплый воздух вверх, вызывая формирование густых перистых облаков. Компьютерное моделирование подтвердило правоту этой гипотезы.
Просматривая фильмы из изображений «Кассини», исследователи отмечали движение ветров вокруг «горячих точек» и перистых облаков и обращали внимание на их взаимодействие с проходившими мимо завихрениями, а также на спиральные вихри, которые сливались с «горячими точками». Чтобы отделить эти движения от атмосферного потока, в котором пребывали «горячие точки», учёные также отследили движение перистых облаков. Результатом стало, возможно, первое прямое измерение истинной скорости атмосферных потоков, которая оказалась равной 500–720 км/ч, то есть более высокой, чем считалось. «Горячие точки» по сравнению с ними неторопливы: они проходят около 362 км/ч.
Выделив эти индивидуальные движения, исследователи увидели, что движения «горячих точек» укладываются в модель волн Россби. На Земле эти волны играют важную роль в погодных явлениях. Например, когда порыв ледяного арктического ветра внезапно налетает на поля штата Флорида — это результат взаимодействия волны Россби с полярным атмосферным потоком, который периодически отклоняется от своего пути вокруг планеты то на север, то на юг.
Волна, ответственная за «горячие точки» на Юпитере, огибает планету с запада на восток, но отклоняется не на север и юг, а вверх и вниз. По оценкам, её высота может меняться на 25–50 км.
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
