Новые данные, полученные космическим аппаратом НАСА «Юнона» (Juno), вращающимся вокруг Юпитера, дают более полную картину того, как характерные и красочные атмосферные особенности планеты дают нам представление о невидимых процессах под облаками. Результаты показывают внутреннюю работу поясов и зон облаков на Юпитере, а также его полярных циклонов и даже Большого Красного Пятна.
Исследователи опубликовали несколько статей об атмосферных открытиях Юноны в журналах Science и Journal of Geophysical Research: Planets. Дополнительные документы появились в двух недавних выпусках Geophysical Research Letters.
«Эти новые наблюдения с Юноны открывают сокровищницу новой информации о загадочных особенностях Юпитера, которые мы наблюдаем», — сказала Лори Глейз, директор отдела планетарных исследований НАСА в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. «Каждая статья проливает свет на различные аспекты атмосферных процессов на планете — прекрасный пример того, как наши международные научные группы укрепляют понимание нашей Солнечной системы».
«Юнона» вышла на орбиту Юпитера в 2016 году. Во время каждого из 37 пролетов космического корабля вокруг планеты специальный набор инструментов заглядывал под его турбулентные облака.
«Ранее «Юнона» удивляла нас намеками на то, что явления в атмосфере Юпитера происходят глубже, чем ожидалось», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь «Юноны» из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио и ведущий автор статьи в журнале Science о глубине вихрей Юпитера. «Теперь мы начинаем собирать все эти отдельные части вместе и получаем первое реальное понимание того, как работает красивая и жестокая атмосфера Юпитера — в 3D».
Микроволновый радиометр Juno (MWR) позволяет ученым миссии заглянуть под верхние слои облаков Юпитера и исследовать структуру его многочисленных вихревых бурь. Самый известный из этих штормов — культовый антициклон, известный как Большое Красное Пятно. Этот оранжевый вихрь, который шире Земли, заинтриговал ученых с момента его открытия почти два века назад.
Новые результаты показывают, что циклоны теплее сверху, с более низкой плотностью атмосферы, а снизу они холоднее, с более высокой плотностью. Антициклоны, вращающиеся в противоположном направлении, холоднее вверху, но теплее внизу.
Результаты также показывают, что эти штормы намного выше, чем ожидалось, причем некоторые простираются на 100 километров ниже вершин облаков, а другие, включая Большое Красное Пятно, простираются вниз на 350 километров. Это неожиданное открытие показывает, что вихри покрывают области за пределами тех районов, в которых конденсируется вода и образуются облака, ниже глубин, где солнечный свет нагревает атмосферу.
Высота и размер Большого Красного Пятна означают, что центр атмосферной массы внутри бури потенциально может быть обнаружен инструментами, изучающими гравитационное поле Юпитера. Два близких пролета «Юноны» над самой известной точкой Юпитера предоставили возможность найти гравитационный сигнатуру шторма и дополнить результаты MWR по его глубине.
Когда «Юнона» летела низко над облачной поверхностью Юпитера со скоростью около 209 000 км/ч, ученые смогли измерить изменения скорости всего на 0,01 миллиметра в секунду с помощью антенны слежения NASA Deep Space Network на расстоянии более 650 миллионов миллионов километров. Это позволило команде ограничить глубину Большого Красного Пятна примерно на 500 километров ниже вершин облаков.
«Точность, необходимая для получения гравитационного поля Большого Красного Пятна во время пролета в июле 2019 года, ошеломляет», — сказала Марция Паризи, ученый Juno из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и ведущий автор статьи в журнале Science о гравитационных облетах БМП. Большое красное пятно. «Возможность дополнить данные MWR о глубине дает нам большую уверенность в том, что будущие гравитационные эксперименты на Юпитере дадут столь же интригующие результаты».
Пояса и зоны
Помимо циклонов и антициклонов Юпитер известен своими характерными поясами и зонами — белыми и красноватыми полосами облаков, которые обвивают планету. Сильные восточно-западные ветры, движущиеся в противоположных направлениях, разделяют полосы. "Юнона" ранее обнаружила, что эти ветры или струйные течения достигают глубины около 3200 километров. Исследователи до сих пор пытаются разгадать тайну формирования струйных течений. Данные, собранные MWR Juno во время нескольких проходов, дают одну возможную подсказку: газообразный аммиак в атмосфере перемещается вверх и вниз в соответствии с наблюдаемыми струйными течениями.
«Следуя за аммиаком, мы обнаружили клетки циркуляции как в северном, так и в южном полушариях, которые по своей природе похожи на «клетки Феррела», которые контролируют большую часть нашего климата здесь, на Земле», — сказала Керен Дьюер, аспирант Института Вейцмана. наук в Израиле и ведущий автор статьи журнала Science о Феррел-подобных клетках на Юпитере. «В то время как у Земли есть одна клетка Феррела на полушарие, у Юпитера их восемь, каждая как минимум в 30 раз больше».
Данные MWR Juno также показывают, что пояса и зоны претерпевают переход примерно в 65 км под водяными облаками Юпитера. На малых глубинах пояса Юпитера ярче в микроволновом свете, чем соседние зоны. Но на более глубоких уровнях, ниже водяных облаков, все наоборот, что обнаруживает сходство с нашими океанами.
«Мы называем этот уровень «Йовиклин» по аналогии с переходным слоем, наблюдаемым в земных океанах, известным как термоклин, где морская вода резко переходит от относительно теплой к относительно холодной», — сказал Ли Флетчер, участвующий в программе Juno ученый из Университета. из Лестера в Соединенном Королевстве и ведущий автор статьи в Журнале геофизических исследований: "Планеты", в которой освещаются микроволновые наблюдения Юноны за умеренными поясами и зонами Юпитера.
Полярные циклоны
«Юнона» ранее обнаружила многоугольные расположения гигантских циклонических штормов на обоих полюсах Юпитера — восемь в виде восьмиугольника на севере и пять в виде пятиугольника на юге. Теперь, пять лет спустя, ученые миссии, используя наблюдения космического корабля Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), определили, что эти атмосферные явления чрезвычайно устойчивы, оставаясь в одном и том же месте.
«Циклоны Юпитера влияют на движение друг друга, заставляя их колебаться вокруг положения равновесия», — сказал Алессандро Мура, соавтор Juno из Национального института астрофизики в Риме и ведущий автор недавней статьи в Geophysical Research Letters об колебаниях и стабильности. в полярных циклонах Юпитера. «Поведение этих медленных колебаний предполагает, что они имеют глубокие корни».
Данные JIRAM также указывают на то, что, подобно ураганам на Земле, эти циклоны стремятся двигаться к полюсу, но циклоны, расположенные в центре каждого полюса, отталкивают их назад. Этот баланс сил объясняет, где находятся циклоны и разные числа на каждом полюсе.
Источник статьи можно посмотреть здесь
С уважением,
Как объясняет Дзен, алгоритм сейчас настроен так, что без Ваших лайков и комментариев статья не будет показываться в ленте.
Если подпишетесь, то Вы всегда будете в курсе новых публикаций.
Если поделитесь в ВК или еще где-либо, то совсем будет хорошо.
