Магнитные торнадо порождают на Юпитере темные пятна размером с Землю
Американские ученые выяснили, как образуются загадочные темные пятна у полюсов Юпитера. Новое исследование показывает, что они чаще встречаются на южном полюсе и возникают в приполярных частях под действием «магнитных вихрей». Это опровергает теорию об их происхождении под действием высокоэнергетических частиц из верхних слоев атмосферы.
Одно из самых известных явлений на Юпитере — это Большое красное пятно, которое представляет собой огромный атмосферный вихрь, самый крупный в Солнечной системе. Астрономы из Калифорнийского университета в Беркли заметили похожие гигантские «пятна» на северном и южном полюсах планеты, которые постоянно появляются и исчезают.
Такие темные овалы размером с Землю видны только в ультрафиолетовом диапазоне длин волн и скрыты слоями стратосферной дымки, которая покрывает полюса Юпитера. Планетологи изучили снимки газового гиганта, сделанные космическим телескопом «Хаббл» в период с 1994 по 2022 год и выяснили, что темные пятна в ультрафиолетовом излучении в 75% случаев видны на южном полюсе, в то время как на северном они есть только на одном из восьми снимков. Так, на южном полюсе было замечено как минимум восемь атмосферных вихрей, а на северном — только два.
Ученые предположили, что такие пятна, вероятно, возникают в результате вращения вихря. Само же «торнадо» происходит, когда силовые линии магнитного поля Юпитера сталкиваются в двух отдаленных областях: ионосфере, где ранее было обнаружено вращение с помощью наземных телескопов, и в облаке горячей ионизированной плазмы вокруг планеты, исходящем от вулканического спутника Ио.
В ионосфере вихрь вращается с наибольшей скоростью, постепенно замедляясь по мере продвижения в более глубокие слои. Подобно торнадо, который опускается на пыльную землю, самая глубокая часть вихря поднимает «туманную» атмосферу, создавая плотные пятна, которые и наблюдали планетологи. Темные структуры состоят из плотных скоплений частиц аэрозолей из жидких углеводородов. Однако пока непонятно, усиливается ли «туман» под влиянием вихря или во время него создается дополнительная дымка.
На основе наблюдений исследователи выдвинули гипотезу, что формирование овалов происходит в течение примерно 30 дней, после чего они исчезают в течение примерно двух недель. По словам авторов работы, дымка в темных овалах в 50 раз более плотная, чем в других местах. Это говорит о том, что она, скорее всего, образуется в результате вращения вихрей, а не из-за химических реакций, вызванных высокоэнергетическими частицами из верхних слоев атмосферы. «Наши наблюдения показали, что время и местоположение этих частиц не коррелируют с появлением темных овалов», — подчеркивают ученые.
Исследование взаимодействий между различными слоями атмосферы имеет большое значение для всех планет, будь то далекие экзопланеты, газовые гиганты или наша Земля. Процессы, которые приводят к появлению «пятен» Юпитера, неразрывно связаны с другими факторами, характерными планете, поэтому их изучение позволяет лучше понять это необычное небесное тело.
Ранее российские ученые из Томска представили новый способ определения состава атмосферы газовых гигантов. Для этих целей они предложили задействовать Фурье-спектрометр и специально разработанный программный комплекс для проведения расчетов. Такой метод, в частности, делает проще измерение температуры планеты и ее динамики.
