Астрономи зазирнули під хмари Юпітера

Ця ілюстрація базується на даних, зібраних «Juno», «Hubble» і «Gemini»Ця ілюстрація базується на даних, зібраних зондом «Juno», обсерваторією «Gemini» і космічним телескопом «Hubble». Оскільки радіохвилі від блискавок проходять через всі хмарні шари Юпітера, «Juno» може виявляти їх у глибоких хмарах, а також на денній стороні планети. «Hubble» з легкістю бачить сонячне світло, відбите від хмар в атмосфері Юпітера. Різні довжини хвиль проникають в хмари на різну глибину, даючи дослідникам можливість визначати відносну висоту хмарних вершин. «Gemini» наносить на карту товщину холодних хмар, які блокують теплове інфрачервоне випромінювання від більш теплих шарів атмосфери під ними. На інфрачервоних картах густі хмари здаються темними, а просвіти - яскравими. Об'єднання спостережень використовується для відображення структури хмар в трьох вимірах і виведення деталей атмосферної циркуляції. Густі, високі хмари утворюються там, де піднімається вологе повітря. Там, де сухе повітря опускається, утворюються просвіти. Показані хмари піднімаються в п'ять разів вище, ніж аналогічні конвективні вежі в атмосфері Землі. Розглянутий регіон охоплює горизонтальну ділянку на третину більшу, ніж континентальна частина США. Credit: NASA, ESA, M.H. Wong (UC Berkeley), and A. James and M.W. Carruthers (STScI).Незважаючи на більш ніж 400 років наукових спостережень, багато деталей турбулентної і постійно мінливої атмосфери Юпітера залишаються неясними.

В рамках спільної програми спостережень Юпітера з космічним телескопом «Hubble» і зондом NASA «Juno», обсерваторія «Gemini» на Гаваях (США) отримала найбільш детальні на сьогодні інфрачервоні знімки з Землі найбільшої планети Сонячної системи.

Дані дозволили зрозуміти, де і як створюються потужні розряди блискавок і гігантські штормові системи, а також розкрили деякі подробиці про знамениту Велику червону пляму.

Знімки та висновки вчених опубліковані в журналі «The Astrophysical Journal Supplement Series».

«Інфрачервоний зір дозволяє вдивлятися в сильні шторми Юпітера, оскільки він може проникати крізь тонку димку, але при цьому безсилий перед щільними хмарами високо в атмосфері гіганта. Це створює ефект, схожий на підсвічування фотографії ліхтариком, коли теплі глибокі шари атмосфери Юпітера світяться крізь щілини в щільному хмарному покриві планети», – розповідають учасники спостережень.

При кожному близькому підході до Юпітера космічний апарат «Juno» реєстрував радіосигнали, створювані потужними спалахами блискавок. Прилади зонда здатні визначати координати широти і довготи цих подій, і, знаючи їх, «Hubble» і «Gemini» спрямовували свій погляд на ці області, підтримуючи «Juno» спостереженнями на інших довжинах хвиль.

Зображення, що показує диск Юпітера в інфрачервоному світлі.Зображення Юпітера в інфрачервоному світлі, складене з даних дев'яти окремих спостережних кампаній, проведених «Gemini» 29 травня 2019 р. Credit: International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA M.H. Wong (UC Berkeley).Комбінуючи ці набори даних, вчені з'ясували, що розряди блискавок і деякі з найбільших штормових систем, які їх створюють, утворюються всередині і навколо великих конвективних осередків над хмарами з води і льоду.

«Блискавка є маркером конвекції, турбулентного процесу змішування, який переносить внутрішнє тепло Юпітера до видимих верхівок хмар. Найбільша концентрація блискавок, помічена «Juno», була пов'язана з вихором, званим «ниткоподібний циклон». Зображення «Hubble» і «Gemini» розкрили його деталі і показали, що він являє собою скручену групу високих конвективних хмар з глибокими проміжками, що дають уявлення про водяні хмари під ними. Подальші дослідження джерел блискавок допоможуть нам зрозуміти, чим конвекція на Юпітері відрізняється від конвекції в атмосфері Землі або чим вона схожа з нею», – пояснили автори дослідження.

Зображення Великої червоної плями Юпітера.Зображення Великої червоної плями Юпітера, отримані «Hubble» і «Gemini». Об'єднавши спостереження, астрономи змогли визначити, що темні об'єкти у ВЧП насправді є прогалинами в хмарах, а не скупченням темного матеріалу. Credit: NASA, ESA, and M.H. Wong (UC Berkeley).Переглядаючи Юпітер за допомогою «Gemini» на наявність прогалин в хмарному покриві, вчені помітили світіння у Великій червоній плямі, що вказує на чіткий «просвіт» глибоких теплих шарів атмосфери.

«Подібні особливості були помічені у Великій червоній плямі і раніше, але спостереження у видимому світлі не могли розрізнити більш темний матеріал хмар і більш тонкий хмарний покрив над теплим внутрішнім простором Юпітера, тому їх природа залишалася неясною», – зазначили автори дослідження.

Однак з даними «Gemini» однією таємницею стало менше. Там, де «Hubble» бачить темне півколо у Великій червоній плямі, зображення, отримані в інфрачервоному діапазоні, показують яскраву дугу, яка висвітлює регіон. Це світіння, що створюється внутрішнім теплом Юпітера, частково блокується більш щільними хмарами, але проходить крізь туманну атмосферу Юпітера, і, спостерігаючи ці регіони на «Gemini», астрономи підтвердили, що вони пов'язані з прогалинами в юпітеріанських хмарах.

 

Переглядів: 60 | | Теги: сонячна система, Юпітер
Всього коментарів: 0
avatar