Согласно статье, опубликованной в журнале Nature 27 июля, Большое красное пятно на Юпитере, вероятно, и есть тот самый загадочный источник тепла, из-за которого в атмосфере пятой планеты от Солнца наблюдаются удивительно высокие температуры. Исследование газового гиганта спонсировала NASA.
На Земле солнечный свет «сталкивается» с атмосферой на значительном расстоянии – например, на высоте 250 миль (402,3 км) от ее поверхности. Эта величина соответствует высоте орбиты Международной космической станции. Ученые озадачены, почему температура в верхних слоях атмосферы Юпитера сравнима с температурой, которая встречается на Земле: ведь Юпитер находится почти в пять раз дальше от Солнца, чем наша планета. Исследователи решили найти ответ на вопрос, что же тогда является источником тепла для пятой планеты, если это не Солнце?
Начало решению этой загадки положили исследователи из Центра аэрофизики Бостонского Университета (США), которые провели анализ температур на высоте, значительно превышающей вершины облаков на Юпитере. Замеры производились на основе измерений с Земли. Ученые работали с данными, полученными благодаря инфракрасному телескопу NASA (IRTF) с диаметром стекол 3 м. Он расположен в обсерватории на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях на высоте 4200 м над уровнем моря. Наблюдая невидимое инфракрасное излучение на высоте нескольких сотен миль над Юпитером, ученые обнаружили, что более высокие температуры наблюдаются на определенных широтах и долготах южного полушария газового гиганта – именно там, где находится Большое Красное Пятно (это атмосферное явление представляет собой вихрь красноватого цвета, в два-три раза шире Земли. Пятно открыл в 1665 году итальянский астроном Джованни Кассини. Многие ученые называют это явление «вечным ураганом», потому что он вращается со скоростью до 400 миль в час).
Фото: NASA
«Мы практически сразу заметили, что максимальные температуры на больших высотах наблюдались над Большим красным пятном. Это странное совпадение или ключ к разгадке?» – задается вопросом ведущий исследователь Джеймс О’Донохью.
В своей работе ученые приходят к выводу, что из-за урагана в Большом красном пятне образуется два типа турбулентных энергетических волн – гравитационные и звуковые, которые сталкиваются и нагревают атмосферу над собой. Принцип действия гравитационных волн напоминает движение гитарной струны после того, как ее коснется музыкант при переборе, а звуковые волны – это сжатие воздуха. Считается, что нагрев атмосферы в 800 км над Большим красным пятном вызван столкновением этих двух типов волн.
«Экстремально высокие температуры, наблюдавшиеся над бурей, по всей видимости, являются неопровержимой уликой этого энергетического обмена, – добавляет О’Донохью. – Это говорит нам о том, что нагревание в толще планеты может быть возможным объяснением «энергетического кризиса»: под влиянием только лишь солнечного света температура атмосферы должна была быть на сотни градусов ниже».
Такой эффект наблюдается, в частности, и на Земле – например, над Андами. Ученые считают, что это явление также может происходить на других экзопланетах и вне Солнечной системы, хотя на данный момент его еще не наблюдали напрямую.
Исследованием Большого красного пятна и турбулентной области около него будет заниматься аппарат Юнона – автоматическая межпланетная станция NASA, которая 5 июля достигла орбиты Юпитера. Миссия Юноны (так в древнеримской мифологии звали жену Юпитера, богиню брака, семьи и материнства) продлится 20 месяцев. Юнона станет первым аппаратом, которому предстоит заглянуть на несколько сотен миль в атмосферу газового гиганта, чтобы микроволновым радиометром измерить тепло, исходящее от планеты. Это прольет свет на внутреннее устройство Большого красного пятна, а также на природу других свойств пятой планеты.
