Лошадки в атмосфере Юпитера

В бурлящей атмосфере Юпитера безоблачных участков так мало, что самые крупные из них называют «горячими точками». Ученых давно интересует, как именно происходит формирование данные прогалин и почему они возникают только рядом с экватором.

Дэвиду Цою и его коллегам из Центра Космических полетов НАСА имени Годдарда удалось найти новые доказательства того, что «горячие точки» возникают благодаря волнам Россби – точно таким же, какие можно наблюдать в земной атмосфере и на поверхности океанов. В этом им помогли снимки, сделанные камерой космического аппарата «Кассини». Эксперты отметили, что «горячие точки» двигаются вверх и вниз, пересекая слои атмосферы, словно лошадки на каруселях.

Ученые создали несколько фильмов, в которых используются сотни изображений, полученных «Кассини» во время его пролета над Юпитером в конце 2000 года. Специалисты обратили внимание на линию «горячих точек», которая находится между одним из темных поясов Юпитера и ярко-белой зоной примерно в семи градусах на север от экватора. Они изучали ежедневные и еженедельные изменения размеров и форм «горячих точек» в течение двух месяцев. При этом размеры каждой «точки» в среднем больше территории Северной Америки.

В 1995 году к одной из «горячих точек» отправился специальный зонд с аппарата «Галилео». В настоящий момент это единственная попытка исследовать атмосферу Юпитера «вживую». В результате оказалось, что вокруг и внутри «горячих точек» дуют довольно сложные ветровые потоки. Но что это – циклоны, атмосферные волны или может быть нечто среднее.

Так как «горячие точки», по сути, являются разрывами в облачном покрове, то они позволяют заглянуть в обычно недосягаемый атмосферный слой Юпитера. В теории, можно увидеть уровень, на котором происходит формирование облаков из воды. На обычных снимках «горячие точки» кажутся мутными, но так как температура более глубоких слоев выше, то они светятся в инфракрасном излучении. Именно из-за этого они получили свое название.

По одной из гипотез, возникновение «горячих точек» связано с погружением больших воздушных масс вглубь атмосферы при высыхании или нагревании. Но, из-за удивительной регулярности этих точек, некоторые исследователи предположили, что в этом процессе могут участвовать атмосферные волны. Как правило, 8-10 «горячих точек» создают линию, находясь примерно на одном и том же расстоянии друг от друга. А пространство между ними заполнено густыми белыми перистыми облаками. Данная закономерность может быть объяснена тем, что волна, которая двигает холодный воздух вниз, начинает разбивать тучи, а затем поднимает теплый воздух вверх, формируя густые перистые облака. Данная гипотеза нашла свое подтверждение в компьютерном моделировании.

Просматривая фильмы из снимков с «Кассини», исследователи обратили внимание на движение потоков ветра и перистых облаков рядом с «горячими точками» и их взаимодействие с возникающими завихрениями и спиральными вихрями. В результате они смогли провести первое измерение истинной скорости потоков атмосферы, которая достигает 500-720 км/ч, скорость горячих точек несколько ниже: примерно 362 км/ч.

После выделения этих индивидуальных движений, ученые смогли уложить перемещения «горячих точек» в волновую модель «Россби». Эти волны играют важную роль в формировании погодных явлений на нашей планете. Волна, которая отвечает за возникновение «горячих точек» на Юпитере, огибает его с запада на восток, отклоняясь вверх и вниз. По некоторым оценкам, ее высота колеблется в пределах 25-50 километров.