Новые данные, полученные с орбитального аппарата агентства «Юпитер», проливают свет на сильные ветры и циклоны северных районов газового гиганта, а также на вулканическую активность на его огненном спутнике.
Миссия NASA Juno собрала новые данные, заглянув под облачную атмосферу Юпитера и на поверхность его огненного спутника Ио. Данные не только помогли разработать новую модель для лучшего понимания быстро движущегося струйного течения, которое окружает усеянный циклонами северный полюс Юпитера, но и впервые раскрыли подповерхностный температурный профиль Ио, что дало представление о внутренней структуре спутника и вулканической активности.
Члены группы представили результаты своего исследования
на пресс-конференции в Вене во вторник, 29 апреля, на Генеральной ассамблее Европейского союза геологических наук.
«Всё, что касается Юпитера, экстремально. Планета является домом для гигантских полярных циклонов, превышающих по размерам Австралию, мощных струйных течений, самого вулканического тела в нашей солнечной системе, самого мощного полярного сияния и самых жёстких радиационных поясов», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь Juno в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио. «Поскольку орбита Juno переносит нас в новые регионы сложной системы Юпитера, мы получаем возможность ближе рассмотреть колоссальную энергию, которой владеет этот газовый гигант».
Лунный Радиатор
Хотя микроволновый радиометр (MWR) «Юноны » был разработан
для наблюдения за облачными вершинами Юпитера, команда также обучила прибор на Ио, объединив его данные с данными инфракрасного картографа полярных сияний Юпитера (JiRAM) для более глубокого понимания ситуации.
«Научная группа Juno любит объединять очень разные наборы данных с очень разных инструментов и смотреть, что мы можем узнать», — сказала Шеннон Браун, ученый Juno в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. «Когда мы объединили данные MWR с инфракрасными снимками JIRAM, мы были удивлены тем, что увидели: свидетельства все еще теплой магмы, которая еще не затвердела под охлажденной корой Ио. На каждой широте и долготе были остывающие потоки лавы».
Данные показывают, что около 10% поверхности Луны имеют эти остатки медленно остывающей лавы прямо под поверхностью. Результат может помочь пролить свет на то, как Луна так быстро обновляет свою поверхность, а также как тепло перемещается из ее глубоких недр на поверхность.
«Вулканы, лавовые поля и подземные потоки лавы Ио действуют как радиатор автомобиля», — сказал Браун, — «эффективно перенося тепло из недр
на поверхность, охлаждаясь в космическом вакууме».
Рассмотрев только данные JIRAM, команда также определила, что самое мощное извержение в истории Ио (впервые обнаруженное инфракрасным тепловизором во время пролета Ио 27 декабря 2024 года аппаратом Juno)
еще 2 марта продолжало извергать лаву и пепел. Ученые миссии Juno полагают, что он остается активным и сегодня, и ожидают новых наблюдений 6 мая,
когда космический аппарат на солнечной энергии пролетит мимо огненной луны на расстоянии около 55 300 миль (89 000 километров).
Холодный климат
На 53-й орбите (18 февраля 2023 г.) Juno начала эксперименты
по радиозатмению для изучения структуры температуры атмосферы газового гиганта. С помощью этой техники радиосигнал передается с Земли на Juno
и обратно, проходя через атмосферу Юпитера на обоих участках пути. Поскольку атмосферные слои планеты преломляют радиоволны, ученые могут точно измерить эффекты этой рефракции, чтобы получить подробную информацию о температуре и плотности атмосферы.
На данный момент Juno завершила 26 радиозатменных зондирований.
Среди самых убедительных открытий: первое в истории измерение температуры северной полярной стратосферной шапки Юпитера показывает, что регион примерно на 11 градусов Цельсия холоднее, чем его окрестности, и окружен ветрами, скорость которых превышает 100 миль в час (161 км/ч).
Полярные циклоны
Последние открытия команды также сосредоточены на циклонах,
которые преследуют север Юпитера. Годы данных с видимого светового сканера JunoCam и JIRAM позволили ученым Juno наблюдать долгосрочное движение огромного северного полярного циклона Юпитера и восьми циклонов, которые его окружают. В отличие от ураганов на Земле,
которые обычно происходят изолированно и в более низких широтах,
ураганы Юпитера ограничены полярным регионом.
Отслеживая перемещения циклонов по нескольким орбитам, ученые заметили, что каждый шторм постепенно дрейфует к полюсу из-за процесса,
называемого «бета-дрейф» (взаимодействие между силой Кориолиса*
и круговой схемой ветра циклона). Это похоже на то, как мигрируют ураганы
на нашей планете, но земные циклоны распадаются, не достигнув полюса,
из-за отсутствия теплого влажного воздуха, необходимого для их питания,
а также ослабления силы Кориолиса вблизи полюсов. Более того, циклоны Юпитера группируются вместе по мере приближения к полюсу, и их движение замедляется, когда они начинают взаимодействовать с соседними циклонами.
«Эти конкурирующие силы приводят к тому, что циклоны «отскакивают» друг от друга способом, напоминающим пружины в механической системе», — сказал Йохай Каспи, соисследователь Juno из Института науки Вейцмана
в Израиле. «Это взаимодействие не только стабилизирует всю конфигурацию, но и заставляет циклоны колебаться вокруг своих центральных положений, поскольку они медленно дрейфуют на запад,
по часовой стрелке, вокруг полюса».
Новая модель атмосферы помогает объяснить движение циклонов не только
на Юпитере, но и, возможно, на других планетах, включая Землю.
«Одной из замечательных особенностей Juno является то, что ее орбита постоянно меняется, что означает, что мы получаем новую точку обзора каждый раз, когда выполняем научный облет», — сказал Болтон.
«В расширенной миссии это означает, что мы продолжим идти туда, где еще не бывал ни один космический корабль, в том числе проводить больше времени в самых сильных планетарных радиационных поясах в Солнечной системе.
Это немного пугает, но мы построили Juno как танк и узнаем больше об этой интенсивной среде каждый раз, когда проходим через нее».
Подробнее о Джуно
Лаборатория реактивного движения NASA, подразделение Caltech в Пасадене, Калифорния, управляет миссией Juno для главного исследователя Скотта Болтона из Юго-Западного научно-исследовательского института
в Сан-Антонио. Juno является частью программы NASA New Frontiers,
которая управляется в Центре космических полетов имени Маршалла NASA
в Хантсвилле, штат Алабама, для Управления научных миссий агентства
в Вашингтоне. Итальянское космическое агентство финансировало Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space в Денвере построила
и эксплуатирует космический корабль. Различные другие учреждения по всей территории США предоставили несколько других научных инструментов
для Juno.
*Сила Кориолиса — это одна из сил инерции, введённая для учёта влияния вращательного движения подвижной системы координат на относительное движение материальной точки. Названа по имени французского учёного Г. Кориолиса
Информация взята с сайта nasa.gov
Спасибо, что ознакомились, ваш Павел М.