Автор: Брендан Берн
Юпитер – самая большая планета в нашей Солнечной системе, кроме того на ней бушует самая сильная буря. Она называется Большое красное пятно — огромный вихрь, который бушует уже несколько веков. Этот вихрь по размеру больше нашей планеты, и все же мы мало что о нем знаем. До сих пор ученые могли наблюдать за этим пятном только издалека. Но благодаря космическому аппарату НАСА, запущенному десять лет назад, мы наконец-то можем заглянуть внутрь этого колоссального шторма.
Большое красное пятно похоже на земную бурю, но в гигантском масштабе. «По сути, это облака» — говорит Пол Бирн, ученый-планетолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Действительно, «это схоже с такими видами явлений, как циклоны, ураганы или тайфуны на Земле».
Большое красное пятно размером 10 000 миль (примерно 16 000 км. – прим.перев.) в поперечнике является крупнейшим штормом в нашей Солнечной системе и постоянно наблюдается уже около 200 лет, но существует оно гораздо дольше (сравните это с большими бурями на Земле, которые обычно длятся несколько дней или недель).
«Мы считаем, что эта штука очень древняя» — говорит Скотт Болтон, главный исследователь миссии НАСА «Юнона». «И сколько она будет продолжаться – загадка».
До «Юноны» ученые могли наблюдать за бурей только издалека. Но даже на расстоянии они заметили, что она меняет форму и фактически уменьшается.
Миссия НАСА «Юнона» стартовала с космодрома на мысе Канаверал во Флориде в 2011 году и прибыла к Юпитеру в 2016. В 2019 году космический аппарат немного изменил курс и дважды прошел над Большим красным пятном.
Болтон и его команда использовали микроволновые датчики, чтобы проникнуть в глубины бури, получив первую 3D-модель Большого красного пятна. «Это блин, потому что он очень широкий в верхней части. Но глубина этого блина гораздо больше, чем мы предполагали».
Микроволновые наблюдения показывают, что эти бури на Юпитере, называемые вихрями, простираются ниже облачного покрова планеты. В случае Большого красного пятна он простирается по меньшей мере на 200 миль (321 км) в облака Юпитера, за пределы глубины, где образуются облака и конденсируется вода.
«Это сильно отличается от того, как, по нашему мнению, работает земная атмосфера, которая в значительной степени определяется водой, облаками, конденсацией и солнечным светом» — говорит Болтон. «Для объяснения того, как это работает, потребуются новые модели и новые идеи».
Пытаясь понять гравитацию Большого красного пятна
Во время пролета над Большим красным пятном в 2019 году космический аппарат «Юнона» пронесся над планетой со скоростью 209 тыс. км в час. Буря настолько массивна, что ее гравитационное поле фактически повлияло на космический аппарат во время пролета.
«Местная гравитация имеет тенденцию притягивать и отталкивать космический аппарат, когда он пролетает над вихрем, и это создает для него своего рода неровности на дороге» — говорит Марция Паризи, исследователь из команды «Юнона» из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и ведущий автор статьи в журнале Science о гравитационных аномалиях Большого красного пятна.
Ученые здесь, на Земле, могли наблюдать эффект этих гравитационных «ударов». Всё потому, что каждый раз, когда корректировали курс Юноны, они подталкивали космический аппарат ближе или дальше от Земли. Изменение расстояния привело к тому, что радиоволны, посылаемые на Землю на расстоянии около 644 миллиона километров, слегка сжимались и растягивались — явление, известное как доплеровский сдвиг.
Используя этот эффект, космический аппарат смог уловить крошечные толчки со скоростью 0,01 миллиметра в секунду.
«Точность, необходимая для определения гравитации Большого красного пятна во время пролета в июле 2019 года, просто поражает» — говорит Паризи. Результаты гравитационных наблюдений дополнили данные микроволновых измерений, проведенных Болтоном ранее, и позволили сделать вывод о том, что шторм проникает в атмосферу Юпитера на расстояние около 483 километра.
Уменьшающееся пятно
Наблюдения за Большим красным пятном показывают, что оно уменьшается. На протяжении почти полутора веков это культовое пятно становится все меньше, и неизвестно, как долго это будет продолжаться.
Юнона внимательно изучает это явление. «Мы наблюдаем вблизи за тем, что происходит в процессе уменьшения» — говорит Болтон.
Космический аппарат наблюдает, как частицы бури попадают в соседние облака. Сам шторм, похоже, также оказался в ловушке мощных конвейерных лент ветра на планете, которые стабилизируют шторм.
«Я не думаю, что теория продвинулась настолько далеко, чтобы мы могли связать все это с изменениями в размерах» — считает Болтон.
Данные с Юноны помогут ученым предсказать, что может произойти с Большим красным пятном.
«Понимание того, что происходит с бурей сейчас, позволяет ученым создавать гораздо более сложные модели для моделирования того, что мы видим, а затем делать прогнозы того, что будет происходить в будущем, в том числе вплоть до того, когда Большое красное пятно может исчезнуть» — говорит планетолог Пол Бирн.
Понимание других планет, подобных Юпитеру
Результаты, полученные космическим аппаратом «Юнона», проливают свет на раннее формирование гигантских планет, таких как Сатурн, Уран и Нептун, и даже планет за пределами нашей Солнечной системы.
«Когда мы подойдем вплотную, а это первая планета, которую мы смогли открыть и заглянуть внутрь, это многое расскажет нам о том, как формируются планеты-гиганты во всей Галактике» — говорит Болтон.
На сегодняшний день астрономы выявили тысячи экзопланет — планет, вращающихся вокруг звезды, отличной от нашего Солнца. Эти планеты находятся далеко, ближайшая из них — на расстоянии около 10,5 световых лет от Земли. Это затрудняет наблюдение за происходящим на поверхности.
Около 1 400 из этих экзопланет-кандидатов считаются газовыми гигантами, подобными Юпитеру. Понимание того, что происходит на Юпитере, может помочь ученым лучше понять, что происходит за пределами нашей Солнечной системы.
«Понимая физику и процессы, которые происходят на Юпитере» — говорит Бирн — «мы сможем лучше понять не только Юпитер, но и другие подобные миры».
Оригинал: NPR
