182
Юпітер завжди захоплював своїми барвистими смугами хмар і знаковими погодними умовами, такими як Велика червона пляма. Тепер нові дослідження, проведені групою вчених, кидають виклик старій ідеї, що її видимі хмари утворюються з аміачного льоду. Ці знахідки додають ясності тому, як працюють шари хмар Юпітера та динаміка атмосфери. Вони також були опубліковані в Journal of Geophysical Research – Planets. Астрономічні ентузіасти стежили за Юпітером протягом багатьох років, відображаючи його мінливі особливості з задніх дворів і обсерваторій. Повідомлення про сильні шторми, закручені вихори та смуги різних відтінків давно зацікавили як експертів, так і любителів. Проте реальний склад найбільш видимих шарів хмар на планеті залишався невизначеним.
Свіжий погляд на хмари Юпітера
Новий підхід з’явився, коли астроном-любитель доктор Стівен Хілл із Колорадо вивчав атмосферу Юпітера за допомогою комерційно доступних телескопів і кольорових фільтрів. Знімаючи зображення на певних довжинах хвиль, він виміряв вміст аміаку та висоту вершин хмар. Його спостереження свідчать про те, що хмари на Юпітері знаходяться на надто теплих глибинах для утворення аміачного льоду.
Незабаром після цього професор Патрік Ірвін з фізичного факультету Оксфордського університету застосував аналітичний підхід доктора Хілла до спостережень із багатоблокового спектроскопічного дослідника на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії в Чилі. Професор Ірвін і його команда змоделювали, як світло взаємодіє з газами та хмарами в комп’ютерній моделі. Їх результати підтвердили, що основні шари хмар глибші, ніж очікувалося, і навряд чи це хмари аміачного льоду.
Зберігаючи це просто
«Я вражений, що такий простий метод здатний досліджувати атмосферу так глибоко і так чітко продемонструвати, що основні хмари не можуть бути чистим аміачним льодом!» — захопився професор Ірвін. «Ці результати показують, що інноваційний аматор, який використовує сучасну камеру та спеціальні фільтри, може відкрити нове вікно в атмосфері Юпітера та сприяти розумінню природи довгих таємничих хмар Юпітера та того, як атмосфера циркулює».
Прості методи доктора Хілла розкрили більш детальну картину погоди на Юпітері. Досліджуючи невеликі відмінності в яскравості через вузькі кольорові фільтри, він створив карти аміаку, обчислення яких коштує набагато менше, ніж складне моделювання.
«Мені завжди подобається використовувати свої спостереження, щоб побачити, які фізичні вимірювання я можу зробити за допомогою скромного комерційного обладнання», — з великим ентузіазмом пояснив доктор Гілл. «Я сподіваюся, що я зможу знайти нові способи для аматорів зробити корисний внесок у професійну роботу. Але я точно не очікував такого продуктивного результату, як цей проект!»
Хмари Юпітера та громадянська наука
Карти аміаку, отримані за допомогою цих простіших методів, полегшують науковцям і любителям спостерігати за змінами в атмосфері Юпітера. Дослідники відзначають, що видимі зміни, такі як поява невеликих штормів або коливань навколо відомих смуг Юпітера, можна відстежувати разом із цими вимірюваннями аміаку. Те саме стосується таких визначних особливостей, як Велика червона пляма.
«Особливою перевагою цієї методики є те, що її можуть часто використовувати аматори, щоб пов’язати видимі зміни погоди на Юпітері з коливаннями аміаку, які можуть бути важливими складовими погоди», — пояснив Джон Роджерс з Британської астрономічної асоціації, який вніс свій внесок у дослідження. вивчення.
Часом хмари аміачного льоду
У деяких місцях сильні висхідні течії все ще можуть утворювати пухкі аміачні крижані хмари. Космічні кораблі, такі як Galileo та Juno NASA, задокументували невеликі білі хмари з тінями, що плавають над темнішою палубою. Дослідники припускають, що в цих місцях швидке підняття дозволяє аміаку конденсуватися, перш ніж він розпадеться або змішується з фотохімічним туманом. Ця ідея пояснює, чому випадкові яскраві плями аміачного льоду з’являються посеред типово темнішої хмарної палуби Юпітера. Вважається, що фотохімія відіграє ключову роль у виробництві матеріалу, схожого на смог. Коли насичене аміаком повітря підіймається вгору, вплив сонячного світла викликає реакції, які або руйнують аміак, або змішують його з іншими продуктами. Результатом є хмарна палуба, яка, як правило, містить гідросульфід амонію та тоновані речовини, що надає Юпітеру червоно-коричневих тонів.
Подібні явища спостерігаються на Сатурні
Надихнувшись цими результатами Юпітера, команда професора Ірвіна розширила той самий аналіз на основі фільтрів на дані Сатурна. Їхні моделі відображали висновки інших дослідників, у тому числі тих, хто використовував космічний телескоп Джеймса Вебба. Хмари Сатурна також, здається, лежать глибше, ніж рівень конденсації аміаку. Це вказує на те, що утворення смогу та динамічні погодні процеси також можуть мати місце.
Така схожість відкриває нові можливості для з’єднання газових гігантів. Обидві планети демонструють шарувату атмосферу, сформовану повітряними частинками, що підіймаються й опускаються, а також хімічними реакціями, викликаними сонячним світлом. Чи виникають ці паралелі в результаті ідентичних процесів чи представляють спільні інгредієнти в різних умовах, залишається активною темою для вивчення.
Чому хмари Юпітера важливі
Ці результати відкривають можливості для більш частих вимірювань атмосфери Юпітера. Менш складна техніка дає аматорам і професійним астрономам зручний інструмент для вивчення погодних умов і розподілу газу в короткий термін. Це може сприяти широкомасштабним зусиллям з визначення того, як шторми, струмені та інші атмосферні елементи розвиваються протягом днів, тижнів і навіть років.
Маючи глибше розуміння як Юпітера, так і Сатурна, дослідники планують продовжувати картографування рівнів хмарності та хімічного складу. Вони сподіваються побачити, чи збігаються ці відкриття з тим, що виявляють космічні апарати з орбіти. Поєднання космічних інструментів і земних телескопів, яке зараз підтримується науковими зусиллями громадян, може дати ще більш повне розуміння цих закручених світів. Повний текст дослідження опубліковано в Journal of Geophysical Research: Planets.
