Космический аппарат НАСА «Юнона», который исследует Юпитер с июля 2016 года, продолжает делать удивительные открытия об атмосфере газового гиганта, его внутреннем строении и вулканическом спутнике Ио, в том числе о самом мощном извержении вулкана, когда-либо зафиксированном в нашей Солнечной системе.
Размытое Нечеткое Ядро Юпитера
Внутренняя структура Юпитера удивила ученых, проанализировавших данные миссии Juno, обнаружив то, что выглядит как "размытое" ядро, а не как ранее предполагавшееся компактное твердое ядро. Это разреженное ядро простирается почти на половину радиуса Юпитера и содержит смесь тяжелых элементов, распределенных по всему этому региону. Это открытие бросает вызов традиционным моделям формирования планет, согласно которым Юпитер должен иметь относительно компактное ядро, сформировавшееся на ранних стадиях его развития.
Наиболее вероятным объяснением этой неожиданной структуры является катастрофическое лобовое столкновение прото-Юпитера с массивным планетарным зародышем, масса которого примерно в 10 раз превышала массу Земли. Компьютерное моделирование показывает, что такое гигантское столкновение могло разрушить первичное компактное ядро Юпитера, смешав тяжёлые элементы с внутренней оболочкой. Столкновение было бы на удивление быстрым — ядра соединились бы и рассеялись всего за 10 часов. Эта теория столкновения не только объясняет размытое ядро Юпитера, но и потенциально объясняет обогащение поверхности планеты такими элементами, как углерод и азот, поскольку охлаждение и ветры могли со временем поднять некоторые материалы из ядра. Альтернативные объяснения включают эрозию ядра в течение миллиардов лет или процесс формирования, при котором газ присутствовал с самого начала.
Экстремальные Вулканические горячие точки Ио
В декабре 2024 года космический аппарат НАСА «Юнона» зафиксировал самое мощное вулканическое событие, когда-либо зарегистрированное в нашей Солнечной системе, на спутнике Юпитера Ио. С помощью прибора Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) учёные наблюдали массивную горячую точку в южном полушарии Ио, которая занимает площадь примерно 40 000 квадратных миль (100 000 квадратных километров) — в пять раз больше, чем предыдущий рекордсмен, патера Локи. Этот необычный вулкан излучает более 80 триллионов ватт энергии, что в шесть раз превышает общую мощность всех электростанций Земли.
Экстремальный вулканизм Ио обусловлен непрекращающимся воздействием гравитационных сил Юпитера. Ио совершает оборот вокруг Юпитера каждые 42,5 часа, и его эллиптическая орбита вызывает переменное гравитационное притяжение, которое сжимает и растягивает Ио, вызывая огромное трение и нагрев его недр. Этот приливный нагрев создает адский пейзаж, где холодные температуры поверхности до -250 ° F сосуществуют с извержениями вулканов, образующими лавы, температура которых может достигать 3 000 ° F. Поверхность Луны пронизана примерно 400 вулканами, создающими такие особенности, как пирокластические отложения, потоки лавы и богатые серой шлейфы, которые постоянно меняют ее ландшафт. Ученые считают, что то, что они обнаружили, на самом деле может быть несколькими близко расположенными друг к другу горячими точками, излучающими одновременно, что указывает на обширную систему подземных магматических камер под корой Ио.
Скопления Полярных циклонов
На полюсах Юпитера находятся удивительные геометрические образования из массивных циклонов, которые остаются стабильными с момента их обнаружения космическим аппаратом NASA «Юнона» в 2016 году. На северном полюсе восемь циклонов окружают центральный вихрь, а на южном полюсе пять циклонов окружают центральный шторм. Эти гигантские бури простираются на расстояние от 2485 до 4350 миль (от 4000 до 7000 километров) в ширину — больше, чем Австралия, — и образуют идеальные многоугольные узоры, которые сохраняются в течение многих лет.
Ученые установили, что эти полярные циклоны поддерживаются механизмами, аналогичными океаническим вихрям на Земле, при этом решающую роль играет влажная конвекция. Более горячий и менее плотный воздух из глубин атмосферы Юпитера поднимается и конденсируется, образуя облака, которые обеспечивают энергию, питающую эти мощные штормы. Устойчивость этих образований в первую очередь зависит от антициклонических колец — ветров, вращающихся в противоположном направлении, — которые защищают каждый циклон, предотвращая их слияние. Недавние многоволновые наблюдения с помощью «Юноны» показали, что эти циклоны имеют различную вертикальную структуру: некоторые простираются как минимум на 100 километров (62 мили) ниже вершин облаков, в то время как другие демонстрируют заметно отличающиеся характеристики недр. Такое уникальное расположение отличает Юпитер от Сатурна, у которого на каждом полюсе есть только один циклон.