Огромный размер, уникальный химический состав и целая система всевозможных спутников делают Юпитер одной из самых изученных планет Солнечной системы. Но несмотря на это, Юпитер таит в себе еще много тайн. Новые исследования предлагают взглянуть на газовый гигант с совершенно иной точки зрения. Представьте себя иностранцем, живущим далеко за пределами Солнечной системы. Каким вы увидели бы Юпитер?
Сначала может показаться непонятным, чем именно занимается команда астрофизиков из Института астрофизики Тенерифе (Канарские острова). На самом деле исследователи во главе с Пилар Монтанес Родригес изучают слабое свечение, отражаемой от поверхности крупнейшего спутника Юпитера Ганимеда, в то время как планета проходит между ним и солнцем.
Когда потоки солнечного света отражаются от Ганимеда, некоторые лучи отфильтровываются и распределяются в атмосфере газового гиганта. Этот свет носит рассеянный характер, и поэтому может предоставить определенную информацию о химическом составе атмосферы Юпитера.
Если бы находились в соседней звездной системе, мы видели бы Юпитер проходящим перед Солнцем. Благодаря этому мы могли бы измерить рассеянный свет Юпитера и понять, из каких веществ сформирована эта планета. Однако ведя наблюдения с Земли, мы никогда не увидим, как Юпитер проходит между нами и Солнцем, и поэтому мы лишены возможности изучить рассеянный свет, проникающий через верхние слои атмосферы Юпитера.
Действительно, единственной атмосферной планетой, проходящей между Солнцем и Землей, является Венера. Однако следующий транзит Венеры можно ожидать не раньше 2125 года.
Во время частичных затмений, когда Юпитер закрывает собой поток солнечного света и не дает ему в полной мере падать на Ганимед, команда Монтанес-Родригеса все же смогла обнаружить слабый свет, который проник через атмосферу Юпитера и отразился от спутника газового гиганты. При этом, Ганимед выступил в роли зеркала, в котором можно разглядеть особенности Юпитера.
Используя Very Large Telescope (комплекс из четырёх отдельных 8,2-метровых оптических телескопов) в Европейской Южной обсерватории в Паранале (Чили) и телескоп Уильяма Гершеля в Обсерватории Ла-Пальма (Канарские острова, Испания), исследователи смогли провести детальный спектроскопический анализ данного отраженного света и получить диаграмму состава атмосферы Юпитера. И хотя Юпитер уже был достаточно изученной планетой, команда ученых сделала неожиданное открытие относительно крупнейших объектов Солнечной системы.
В полученных результатах спектроскопического анализа содержатся данные о признаках водяного пара в атмосфере газового гиганта. Данный факт является весьма спорным, поскольку принято считать, что атмосфера Юпитера содержит крайне мало воды. Однако данное открытие позволяет предположить, что кометы занесли на Юпитер частицы водяного пара, которые до сих пор не были обнаружены.
В то же время ключ к результатам данного исследования состоит в понимании Юпитера как экзопланеты. Как нам известно, о планете можно судить по ее химическому составу и ее атмосферных стратах, поэтому исследователи надеются использовать отраженный от Ганимеда свет (во время затмения) для построения профиля, дающего представление о характере солнечного света, рассеянного в атмосфере Юпитера. Сравнивая параметры Юпитера с транзитными экзопланетами, мы можем лучше понять структуру отраженного и рассеянного света.
«Эта амбициозная идея все-таки нашла свою реализацию», — сказала астроном Сара Сигер из Массачусетского технологического института в Кембридже.
Однако, данный метод позволяет изучать лишь атмосферу Юпитера. Но остальные явления так и остаются неизученными. В качестве примера можно привести закрученные облака аммиака, которые можно отчетливо разглядеть в инфракрасном свете. В то же время, это лишь один из многих методов, которые используются астрономами в процессе изучения и проверки данных об экзопланетах.
В 2009 году команда ученых в соавторстве с Энриком Пэллом из Института астрофизики на Канарских островах провела аналогичное исследование Земли во время лунного затмения. Когда Солнце встало позади Земли, исследователи смогли измерить слабый рассеянный солнечный свет, который был отражен от поверхности Луны. В результате были получены данные о химическом составе нашей планеты. В будущем планируется провести аналогичные исследования других планет Солнечной системы.