Нові спостереження дозволили» енергетичну кризу ” атмосфери юпітера

17

Від юпітера до сонця більш ніж в п’ять разів далі, ніж від землі, і він отримує куди менше сонячного випромінювання. Розрахунки показують, що температура у верхніх шарах атмосфери газового гіганта повинна залишатися нижче мінус 70 °c. Однак реальні спостереження показують щось зовсім інше, і вчені давно шукають джерело енергії, нагріває атмосферу вище 400 °с.

Основними претендентами на роль такого джерела виступають полярні сяйва. Їх участь у розігріві верхньої атмосфери планети нещодавно підтвердили спостереження зондів juno і hisaki, а також інструменти наземної обсерваторії keck. Про це розповідається в новій статті, опублікованій в журналі nature.

Магнітне поле планети відхиляє більшу частину від сонця заряджених частинок. Однак деякі з них потрапляють в» воронки ” на полюсах і спрямовуються вниз, стикаючись з атомами у верхніх шарах атмосфери. Збуджені атоми знову втрачають енергію, випромінюючи і створюючи сполохи полярних сяйв. Завдяки сильному магнітному полю юпітера, а також впливу його супутників полярні сяйва не вщухають практично ніколи і вважаються найпотужнішими в сонячній системі.

Однак моделювання демонструє, що розігріті ними гази, спрямовуючись з полюсів у бік екватора, повинні стримуватися вітрами, спрямованими вздовж паралелей планети, що виникають через її швидке обертання. В результаті гарячі гази виявляються замкнені в районі полюсів і не можуть так помітно нагрівати іншу атмосферу. Але ось нові спостереження показали, що західний вітер далеко не такий сильний в порівнянні з інтенсивними екваторіальними потоками.

© j. O’donoghue, a. Simon, j. Schmidt, jaxa, hubble, nasa, esa

За допомогою іч-спектрометра телескопа keck ii астрономи простежили за перенесенням тепла з полюсів до самого екватора. Раніше помітити цього не вдавалося через низьку роздільну здатність. Тепер же воно доведено до двох градусів широти і висоти. Ці знімки показали, що температура біля полюсів юпітера далеко не така велика, якою була б, якщо гаряче повітря був замкнений в цих районах. При русі до екватора температура знижується досить плавно.

Спостереження keck ii підтримав японський зонд hisaki. Перебуваючи на навколоземній орбіті, він простежив за магнітосферою юпітера в ті ж періоди часу, в які наземний телескоп фіксував потоки тепла. Тоді ж працював біля юпітера зонд juno знімав сяйва поблизу, зібравши додаткові дані про їх динаміку. Все це дозволило скласти детальну картину нагрівання атмосфери газового гіганта і підтвердити гіпотезу про участь в цьому полярних сяйв.