Потужні стратосферні вітри на Юпітері були вперше виміряні

Використовуючи Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), партнером якого є Європейська південна обсерваторія (ESO), команда астрономів вперше безпосередньо виміряла вітри в середній атмосфері Юпітера. Аналізуючи наслідки зіткнення комети у 1990-х роках, дослідники виявили неймовірно потужні вітри зі швидкістю до 1450 кілометрів на годину поблизу полюсів Юпітера. Вони можуть представляти те, що команда назвала "унікальною метеорологічною бестією у нашій Сонячній системі".

Про це розповідають в ESO.

Юпітер славиться своїми характерними червоно-білими смугами, хмарами рухомого газу, що закручуються, які астрономи традиційно використовують для відстеження вітрів у нижній атмосфері Юпітера. Астрономи також побачили поблизу полюсів Юпітера яскраві світіння, відомі як аврора, які, схоже, асоціюються із сильними вітрами у верхніх шарах атмосфери планети. Але до цих пір дослідникам так і не вдавалося безпосередньо виміряти характер вітру між цими двома шарами атмосфери, у стратосфері.

Виміряти швидкість вітру в стратосфері Юпітера за допомогою методів відстеження хмар неможливо через відсутність хмар у цій частині атмосфери. Однак астрономам був наданий альтернативний вимірювальний засіб у вигляді комети Шумейкера-Леві 9, яка вражаюче зіткнулася з газовим гігантом у 1994 році. Це зіткнення породила нові молекули в стратосфері Юпітера, де вони з тих пір рухаються разом з вітрами.

Команда астрономів на чолі з Тібо Кавале з Лабораторії астрофізики Бордо у Франції відстежила одну з цих молекул -- ціаністий водень -- для безпосереднього вимірювання стратосферних струменів на Юпітері. Вчені використовують слово "струмені" для позначення вузьких смуг вітру в атмосфері, таких як струменеві потоки на Землі.

"Найбільш вражаючим результатом є наявність сильних струменів зі швидкістю до 400 метрів на секунду, які розташовані під аврорами поблизу полюсів", - говорить Кавале. Ці швидкості вітру, еквівалентні приблизно 1450 кілометрам на годину, більш ніж удвічі перевищують максимальну швидкість шторму, досягнуту у Великій червоній плямі Юпітера, і втричі перевищують швидкість вітру, виміряну у найсильніших земних торнадо.

"Наше виявлення вказує на те, що ці струмені можуть поводитися як гігантський вихор, діаметр якого до чотирьох разів більший за земний і висотою близько 900 кілометрів", - пояснює співавтор Білал Бенмахі, також з Бордоської лабораторії астрофізики. "Вир такого розміру був би унікальною метеорологічною бестією у нашій Сонячній системі", - додає Кавале.

Астрономам було відомо про сильний вітер поблизу полюсів Юпітера, але набагато вище в атмосфері, на сотні кілометрів вище, ніж у центрі уваги нового дослідження, яке 18 березня було опубліковане в журналі "Astronomy & Astrophysics". Попередні дослідження передбачали, що ці вітри у верхніх шарах атмосфери зменшать свою швидкість та зникнуть задовго до того, як сягнуть такої глибини, як стратосфера. "Нові дані ALMA говорять нам про протилежне", - каже Кавале, додаючи, що знаходження цих сильних стратосферних вітрів поблизу полюсів Юпітера стало "справжнім сюрпризом".

Команда використовувала 42 з 66 високоточних антен ALMA, розташованих у пустелі Атакама на півночі Чилі, для аналізу молекул ціаністого водню, які рухались у стратосфері Юпітера з моменту удару Шумейкера-Леві 9. Дані ALMA дозволили їм виміряти доплерівський зсув -- крихітні зміни частоти випромінювання, що випускається молекулами, -- викликані вітрами в цій області планети. "Вимірявши цей зсув, ми змогли визначити швидкість вітрів, подібно до того, як можна було визначити швидкість поїзда, що проходить, за зміною частоти гудка поїзда", - пояснює співавтор дослідження Вінсент Хью, вчений-планетолог у Південно-Західному дослідницькому інституті в США.

На додаток до дивовижних полярних вітрів, команда також використовувала ALMA для підтвердження існування сильних стратосферних вітрів навколо екватора планети, безпосередньо вимірюючи їх швидкість, також вперше. Струмені, помічені в цій частині планети, мають середню швидкість близько 600 кілометрів на годину.

Спостереження ALMA, необхідні для відстеження стратосферних вітрів як на полюсах, так і на екваторі Юпітера, зайняли менше 30 хвилин часу телескопа. "Високий рівень деталізації, якого ми досягли за цей короткий час, справді демонструє потужність спостережень ALMA", - говорить Томас Грейтхаус, вчений з Південно-Західного дослідницького інституту в США та співавтор дослідження. "Для мене є вражаючим перше безпосереднє вимірювання цих вітрів".

"Ці результати ALMA відкривають нове вікно для дослідження авроральних зон Юпітера, що було справді несподіваним лише кілька місяців тому", - говорить Кавале. "Вони також створили основу для проведення подібних, але більш масштабних вимірювань, які будуть здійснені місією JUICE та її Інструментом субміліметрових хвиль", - додає Грейтхаус, маючи на увазі супутник "Європейського космічного агентства" JUpiter ICy Moon Explorer, який, як очікується, вийде в космос наступного року.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.