Совместная работа астрономов-любителей и профессионалов помогла разрешить давнее заблуждение о составе облаков Юпитера. Согласно новому исследованию, они состоят не из ледяного аммиака, как считалось ранее, а из гидросульфида аммония, смешанного со смогом.
Профессор Патрик Ирвин из физического факультета Оксфордского университета применил аналитический метод доктора Стивена Хилла к наблюдениям за Юпитером, выполненным с помощью спектроскопического инструмента MUSE на Очень Большом Телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. MUSE использует спектроскопию, позволяющую отследить характерные «отпечатки» газов Юпитера в видимом свете на разных длинах волн, чтобы составить карту распределения аммиака и определить высоту облаков в атмосфере газового гиганта.
Затем, используя компьютерное моделирование взаимодействия света с газами и облаками, исследователи обнаружили, что основные облака Юпитера находятся гораздо глубже, чем предполагалось ранее, в зоне более высокого давления и температуры. Фактически, температура там слишком высока для конденсации аммиака, что означает, что облака должны состоять из другого вещества — гидросульфида аммония.
Предыдущие анализы наблюдений MUSE указывали на аналогичный результат, однако эти исследования проводились с использованием сложных методов, доступных лишь небольшому числу научных групп. Новый метод, основанный на простом сравнении яркости в соседних узких цветовых фильтрах, дал идентичные результаты, но оказался значительно быстрее и проще в применении.
Исследователи объясняют отсутствие конденсации аммиака активными фотохимическими процессами в атмосфере Юпитера. В областях, где влажный, богатый аммиаком слой атмосферы поднимается вверх, аммиак разрушается и/или смешивается с продуктами фотохимических реакций быстрее, чем может образоваться ледяной аммиак. Таким образом, основной облачный слой, вероятно, состоит из гидросульфида аммония, смешанного с фотохимическими продуктами, создающими красные и коричневые оттенки, наблюдаемые на изображениях Юпитера.
В отдельных небольших регионах, где конвекция особенно сильна, восходящие потоки могут быть достаточно быстрыми для формирования свежего ледяного аммиака. Такие области периодически наблюдались космическими аппаратами NASA Galileo и Juno в виде небольших высоких белых облаков, отбрасывающих тени на основной облачный слой внизу. Похожие фотохимические процессы, по мнению учёных, происходят и в атмосфере Сатурна.