ТАСС, 5 августа. Благодаря молниям в атмосфере Юпитера, которые межпланетная станция Juno зафиксировала на необычно большой глубине, астрономы смогли понять, почему в ее верхних слоях почти нет воды и аммиака. Выводы ученых опубликовал научный журнал JGR: Planets.
"Зонд Juno в очередной раз показал, что атмосфера Юпитера значительно более сложна и интересна, чем мы ожидали. Мы думали, что аммиак должен равномерно распределяться по ее верхним слоям, однако первые же замеры показали, что это не так. Мы предполагаем, что он исчез из-за того, что при низких температурах вода и аммиак смешиваются, образуя новый тип жидкости", – пишут исследователи.
Долгое время ученые считали, что в атмосфере Юпитера почти нет воды и аммиака. Все поменялось в декабре 1995 года, когда к атмосфере газового гиганта отправился спускаемый аппарат зонда "Галилео". Изначально он не нашел следов ни воды, ни аммиака, однако постепенно, по мере погружения второй половины "Галилео" вглубь облаков Юпитера, их концентрация начала быстро расти.
Аппарат не смог завершить эти замеры, так как сверхвысокое давление атмосферы планеты уничтожило его после 156 километра пути. Тем не менее, астрономы получили множество данных. Большой неожиданностью для них стало и то, что в верхних слоях атмосферы воды нет, и то, что она есть в облачном слое. Дело в том, что теория пока не могла объяснить оба этих факта.
Позже многие ученые стали сомневаться в качестве полученных данных. Они предполагали, что изначальлно спускаемый модуль мог попасть в своеобразную "пустыню", где по каким-то пока неизвестным причинам воды не было. В пользу этого говорили многочисленные наблюдения за атмосферой Юпитера, которые проводили радиотелескопы и оптические обсерватории. Их данные говорят о том, что в атмосфере Юпитера воды достаточно много.
В октябре прошлого года специалисты миссии Juno неожиданно выяснили, что подобные "пустыни" встречаются на экваторе Юпитера практически повсеместно. Это заставило планетологов спорить о том, как на этой планете возникают дожди, а также задуматься о природе протопланетных тел, из которых он сформировался.
Град и снежки на Юпитере
Руководитель миссии Juno Скотт Болтон и его коллеги нашли объяснение этим фактам. Они изучали данные, которые этот аппарат собирал, пролетая над теми точками, где в атмосфере Юпитера бушевали мощнейшие грозы и вспыхивали молнии.
Из этого следовало еще одно "невозможное" явление: вспышки молний возникали на неожиданно большой глубине. Температура там была слишком низкой для того, чтобы дождевая вода могла существовать в жидком виде. Это натолкнуло Болтона и его команду на мысль, что влага в этих дождях может состоять не из чистой воды, а ее смеси с другими веществами.
Опираясь на это предположение, ученые создали компьютерную модель атмосферы Юпитера и попытались воспроизвести эти "глубинные дожди". Оказалось, что они могут существовать, если их влага состоит не из чистой воды, а из смеси с очень большим количеством аммиака. Благодаря подобному "антифризу" жидкость не замерзает даже при –100 °С, поэтому она может участвовать в формировании молний и осадков даже при очень низких температурах.
Расчеты Болтона и его коллег показывают, что во время этих дождей значительная часть воды и аммиака образует сначала град, а затем превращается в крупные десятисантиметровые "снежки". Они быстро падают в глубинные слои атмосферы Юпитера и исчезают из поля зрения Juno и наземных телескопов, благодаря чему в верхних воздушных облачках планеты-гиганта почти нет воды и аммиака.
Попадая в нижние, более теплые слои атмосферы Юпитера, эти "снежки" начинают таять. В результате возникают мелкие кристаллики водяного и аммиачного льда, которые постепенно поднимаются в верхние слои атмосферы. Там они образуют облака, благодаря которым идут новые дожди и цикл круговорота аммиака продолжается.
Нечто похожее, как отмечают ученые, можно воспроизвести у себя дома, вылив ложку холодного молока в стакан с теплой водой. В результате получится неравномерно окрашенная полупрозрачная жидкость, которая по мере движения ко дну сосуда будет белеть. Нечто похожее, как предполагают ученые, происходит и в атмосфере Юпитера. Это хорошо сочетается как с замерами Juno, так и спускаемого аппарата "Галилео", подытожили планетологи.