Планетологи раскрыли новые особенности суперюпитеров
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог ученым разгадать механизм возникновения гигантских пылевых бурь на коричневых карликах, или суперюпитерах. Оказалось, что эти грозные атмосферные явления, внешне напоминающие Большое Красное Пятно газового гиганта, формируются по совершенно иным, ранее неизвестным законам.
Коричневые карлики — это уникальные небесные тела, занимающие промежуточное положение между звездами и планетами. Их масса слишком велика для планеты, но недостаточна для того, чтобы в их недрах, как у настоящих звезд, запустились устойчивые реакции термоядерного синтеза водорода. Со временем они остывают, и через миллиарды лет их свойства начинают поразительно напоминать свойства газовых гигантов. Те из них, что массивнее Юпитера в десятки раз, получили неофициальное название суперюпитеры.
До недавнего времени господствовала точка зрения, что атмосферы коричневых карликов устроены по образцу Юпитера: с четкими широтными полосами и стабильными штормовыми структурами. Новое исследование группы ученых под руководством Сяньюя Таня из Шанхайского университета Цзяо Тун и профессора Стэнимира Метчева из Университета Западного Онтарио опровергает эту теорию.
Ранее исследователи смоделировали атмосферу конкретного суперюпитера — VHS 1256b. Наблюдения телескопа «Уэбб» показали, что он обладает исключительно сильной переменностью блеска. Такие колебания яркости обычно служат прямым указанием на глобальные атмосферные процессы, например гигантские штормы или пыльные бури. Моделирование показало, что причиной этих явлений являются не стабильные вихри, а масштабные экваториальные волны в атмосфере, порожденные дисбалансом температур.
Механизм, известный как «обратная связь между излучением облаков», работает следующим образом: облака пыли и песка в районе экватора активно поглощают и переизлучают энергию, локально нагревая атмосферу и вызывая крупные пыльные бури, перемещающиеся с востока на запад. Именно движение и трансформация этих штормов объясняют как резкие, так и плавные долгопериодические изменения в кривой блеска коричневого карлика.
Ключевое отличие от Юпитера — в физических условиях: атмосферы суперюпитеров, таких как VHS 1256b, намного горячее. Они гораздо быстрее и сильнее реагируют на радиационный нагрев от облаков, что подавляет формирование устойчивых широтных полос (как на Юпитере), которые рождаются в результате более медленных турбулентных процессов в относительно холодной атмосфере. Вместо этого возникают доминирующие экваториальные волны.
Ранее исследователи установили, что вулканическая активность на спутнике Юпитера Ио гораздо более мощная, чем предполагалось. Небесное тело излучает в сотни раз больше тепла, что ставит под сомнение гипотезу о существовании лавового озера под поверхностью спутника.
Фото iStock
