Мощные стратосферные ветры на Юпитере были впервые измерены

Используя Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA), партнером которого является Европейская южная обсерватория (ESO), команда астрономов впервые непосредственно измерила ветры в средней атмосфере Юпитера. Анализируя последствия столкновения кометы в 1990-х годах, исследователи обнаружили невероятно мощные ветры со скоростью до 1450 километров в час вблизи полюсов Юпитера. Они могут представлять то, что команда назвала "уникальным метеорологическим чудовищем в нашей Солнечной системе"

Об этом рассказывают в ESO.

Юпитер славится своими характерными красно-белыми полосами, закручивающимися облаками подвижного газа, которые астрономы обычно используют для отслеживания ветров в нижней атмосфере Юпитера. Астрономы также увидели вблизи полюсов Юпитера яркие свечения, известные как аврора, которые, похоже, ассоциируются с сильными ветрами в верхних слоях атмосферы планеты. Но до сих пор исследователям так и не удавалось непосредственно измерить характер ветра между этими двумя слоями атмосферы, в стратосфере.

Измерить скорость ветра в стратосфере Юпитера с помощью методов отслеживания облаков невозможно из-за отсутствия облаков в этой части атмосферы. Однако астрономам было предоставлено альтернативное измерительное средство в виде кометы Шумейкера-Леви 9, которая поразительно столкнулась с газовым гигантом в 1994 году. Это столкновение породило новые молекулы в стратосфере Юпитера, где они с тех пор движутся вместе с ветрами.

Команда астрономов во главе с Тибо Кавале из Лаборатории астрофизики Бордо во Франции отследила одну из этих молекул -- цианистый водород -- для непосредственного измерения стратосферных струй на Юпитере. Ученые используют слово "струи" для обозначения узких полос ветра в атмосфере, таких как струйные потоки на Земле.

"Наиболее впечатляющим результатом является наличие сильных струй со скоростью до 400 метров в секунду, которые расположены под аврорами вблизи полюсов", - говорит Кавале. Эти скорости ветра, эквивалентные примерно 1450 километрам в час, более чем вдвое превышают максимальную скорость шторма, достигнутую в Большом красном пятне Юпитера, и в три раза превышают скорость ветра, измеренной в самых сильных земных торнадо.

"Наше обнаружение указывает на то, что эти струи могут вести себя как гигантский вихрь, диаметр которого до четырех раз больше земного и высотой около 900 километров", - объясняет соавтор Билал Бенмахи, также из Бордосской лаборатории астрофизики. "Вихрь такого размера был бы уникальным метеорологическим чудовищем в нашей Солнечной системе", - добавляет Кавале.

Астрономам было известно о сильном ветре вблизи полюсов Юпитера, но гораздо выше в атмосфере, на сотни километров выше, чем в центре внимания нового исследования, которое 18 марта было опубликовано в журнале "Astronomy & Astrophysics". Предыдущие исследования предполагали, что эти ветры в верхних слоях атмосферы уменьшат свою скорость и исчезнут задолго до того, как достигнут такой глубины, как стратосфера. "Новые данные ALMA говорят нам об обратном", - говорит Кавале, добавляя, что нахождение этих сильных стратосферных ветров вблизи полюсов Юпитера стало "настоящим сюрпризом".

Команда использовала 42 из 66 высокоточных антенн ALMA, расположенных в пустыне Атакама на севере Чили, для анализа молекул цианистого водорода, которые двигались в стратосфере Юпитера с момента удара Шумейкера-Леви 9. Данные ALMA позволили им измерить доплеровский сдвиг -- крошечные изменения частоты излучения, испускаемого молекулами, -- вызванные ветрами в этой области планеты. "Измерив этот сдвиг, мы смогли определить скорость ветров, подобно тому, как можно было определить скорость проходящего поезда по изменению частоты гудка поезда", - объясняет соавтор исследования Винсент Хью, ученый-планетолог в Юго-Западном исследовательском институте в США .

В дополнение к удивительным полярным ветрам, команда также использовала ALMA для подтверждения существования сильных стратосферных ветров вокруг экватора планеты, непосредственно измеряя их скорость, также впервые. Струи, замеченные в этой части планеты, имеют среднюю скорость около 600 километров в час.

Наблюдение ALMA, необходимые для отслеживания стратосферных ветров как на полюсах, так и на экваторе Юпитера, заняли менее 30 минут времени телескопа. "Высокий уровень детализации, которую мы достигли за это короткое время, действительно демонстрирует мощность наблюдений ALMA", - говорит Томас Грейтхаус, ученый из Юго-Западного исследовательского института в США и соавтор исследования. "Для меня является впечатляющим первое непосредственное измерение этих ветров".

"Эти результаты ALMA открывают новое окно для исследования авроральных зон Юпитера, что было действительно неожиданным лишь несколько месяцев назад", - говорит Кавале. "Они также создали основу для проведения подобных, но более масштабных измерений, которые будут осуществлены миссией JUICE и ее Инструментом субмиллиметровых волн", - добавляет Грейтхаус, имея в виду спутник "Европейского космического агентства" JUpiter ICy Moon Explorer, который, как ожидается, выйдет в космос в следующем году.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.