Верхняя атмосфера Юпитера удивила астрономов

Наблюдая с помощью "Уэбба" за регионом над культовым Большим красным пятном Юпитера, ученые обнаружили множество ранее невиданных особенностей. Регион, который ранее считался неприметным по своей природе, содержит разнообразные сложные структуры и активность.

Об этом рассказывают в Европейском космическом агентстве (ЕКА), передают OstanniPodii.com.

Юпитер -- один из самых ярких объектов в ночном небе, и его легко увидеть в ясную ночь. Кроме яркого северного и южного сияния в полярных регионах планеты, свечение верхних слоев атмосферы Юпитера слабое, поэтому наземным телескопам сложно разглядеть детали в этой области. Однако инфракрасная чувствительность космического телескопа "Джеймс Уэбб" позволяет ученым изучать с беспрецедентной детализацией верхние слои атмосферы Юпитера над бесславным Большим красным пятном.

Верхние слои атмосферы Юпитера -- это граница между магнитным полем планеты и ее нижней атмосферой. Здесь можно увидеть яркие и живые проявления северного и южного сияния, которые подпитываются вулканическим материалом, выброшенным со спутника Юпитера -- Ио.

Новости по подобной теме:

		"Уэбб" зафиксировал небесный фейерверк вокруг формирующейся звезды
		Ученых озадачили крошечные яркие объекты, открытые на рассвете Вселенной

Однако ближе к экватору на структуру верхних слоев атмосферы планеты влияет солнечный свет. Поскольку Юпитер получает лишь 4% солнечного света от того количества, которое поступает на Землю, астрономы предполагали, что этот регион будет однородным по своей природе.

Большое красное пятно Юпитера наблюдалось "Спектрографом ближнего инфракрасного диапазона" (NIRSpec) "Вебба" в июле 2022 года с использованием возможностей прибора "Интегральный полевой модуль". Наблюдая, ученые собирались исследовать, действительно ли эта область является тусклой.

Команда была удивлена, когда обнаружила, что верхние слои атмосферы содержат разнообразные сложные структуры, включая темные дуги и яркие пятна, по всему полю зрения. Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

На правом изображении показан регион, наблюдаемый NIRSpec, которое состоит из соединенных шести изображений, сделанных в июле 2022 года, каждое площадью около 300 квадратных километров. Наблюдения NIRSpec показывают инфракрасный свет, излучаемый молекулами водорода в ионосфере Юпитера. Эти молекулы лежат на высоте более 300 км над облаками шторма, где солнечный свет ионизирует водород и стимулирует это инфракрасное излучение. На изображении красными цветами показана эмиссия водорода с этих высот в ионосфере планеты. Синие цвета показывают инфракрасный свет с меньших высот, включая верхушки облаков в атмосфере и выдающееся Большое красное пятно. Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, Jupiter ERS Team, J. Schmidt, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb)

"Мы думали, что этот регион, возможно наивно, будет очень скучным", - поделился руководитель группы Генрик Мелин из Лестерского университета в Великобритании. "На самом деле это так же интересно, как и северное сияние, если не больше. Юпитер не перестает удивлять".

Хотя свет, излучаемый из этого региона, обусловлен солнечным светом, команда предполагает, что должен существовать другой механизм, который меняет форму и структуру верхних слоев атмосферы.

"Один из способов изменить эту структуру -- гравитационные волны, подобные волнам, которые разбиваются о пляж, создавая рябь на песке", - пояснил Генрик. "Эти волны генерируются глубоко в турбулентных нижних слоях атмосферы, вокруг Большого красного пятна, и они могут подниматься с высотой, изменяя структуру и выбросы в верхних слоях атмосферы".

Команда объясняет, что эти атмосферные волны иногда можно наблюдать на Земле. Однако они гораздо слабее, чем те, которые "Уэбб" наблюдал на Юпитере. Они также надеются провести дальнейшие наблюдения этих сложных волновых структур в будущем с целью исследования того, как они движутся в верхних слоях атмосферы планеты, а также чтобы развить наше понимание энергетического бюджета этого региона и того, как эти особенности меняются с течением времени.

Эти выводы также могут помочь исследованию ледяных спутников Юпитера аппаратом ЕКА Juice, который был запущен 14 апреля 2023 года. С помощью набора инструментов дистанционного зондирования, геофизических и натурных приборов Juice проведет детальные наблюдения за Юпитером и тремя его крупными спутниками с океанами -- Ганимедом, Каллисто и Европой.

В ходе миссии будет получена характеристика этих спутников как планетарных объектов и возможных сред обитания, а также глубоко исследована сложная среда Юпитера и изучена вся система Юпитера как архетип для газовых гигантов во Вселенной.

Эти наблюдения были сделаны в рамках научной программы Early Release Science #1373: ERS-наблюдения Джовианской системы как демонстрация возможностей JWST для науки о солнечной системе.

"Это предложение по ERS было написано еще в 2017 году", - поделился член команды Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли. "Одной из наших целей было исследовать, почему температура над Большим красным пятном оказалась высокой, как показали недавние наблюдения с помощью Инфракрасного телескопа (IRTF) НАСА. Однако наши новые данные показали совсем другие результаты".

• телескоп Уэбба
• Юпитер