Раскрыт источник энергии, питающий гигантские полярные вихри Юпитера

Используя данные космического аппарата NASA «Juno», океанографы раскрыли физические силы, приводящие в движение циклоны на полюсах Юпитера. Оказалось, что эти явления в атмосфере гиганта имеют сходство земными океанскими вихрями, которые берут энергию от конвекции – процесса, при котором теплый воздух поднимается, а более холодный и плотный опускается. Результаты исследования представлены в журнале Nature Physics.

«Когда я увидел богатство турбулентности вокруг юпитерианских циклонов со всеми нитями и более мелкими водоворотами, это напомнило мне турбулентность, которую мы видим в океанах на Земле», – рассказывает Лия Зигельман, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США).

Космический аппарат «Juno», прибывший в систему Юпитера в 2016 году, стал первым, которому удалось получить снимки полюсов гиганта. Его предшественники исследовали лишь экваториальные области, где располагается знаменитое Большое Красное пятно. «Juno» оснащен двумя системами камер, одна из которых получает изображения в видимом свете, а другая предназначена для регистрации тепловых сигнатур.

Океанографы проанализировали массив инфракрасных снимков, на которых запечатлена северная полярная область Юпитера и, в частности, скопление вихрей. По изображениям исследователи смогли рассчитать скорость и направление ветра, отслеживая движение облаков во времени. Затем ученые интерпретировали инфракрасные данные с точки зрения толщины облачного слоя.

«Горячие области соответствуют тонким облакам, где можно глубже заглянуть в атмосферу Юпитера. Холодные регионы представляют собой плотный облачный слой, покрывающий атмосферу планеты. В итоге эти данные дали нам ключ к разгадке энергии системы, источником которой являются быстродвижущиеся вверх потоки более горячего и менее плотного воздуха», – пояснила Лия Зигельман.

В ходе миссии «Juno» запечатлел 13 полярных циклонов, которые имеют радиус около тысячи километров. Восемь из них находятся на северном полюсе Юпитера и пять на южном. Эти вихри уже присутствовали в атмосфере гиганта на момент прибытия космического аппарата, и, хотя у ученых пока нет ответа на вопрос, как они возникли и насколько долго циркулируют, им наконец удалось выяснить, что их поддерживает.