Учёные объяснили странности в атмосфере Юпитера — данные собирались более 40 лет

Около четырёх десятилетий учёные используют космические аппараты и наземные телескопы для изучения погодных условий на Юпитере — самой большой планете Солнечной системы. В течение местного года, который эквивалентен 12 земным годам, на Юпитере фиксируются жаркие и холодные периоды, но они имеют иное происхождение по сравнению с сезонными изменениями на нашей планете.

Источник изображения: ESO / L.N. Fletcher

На Земле погодные изменения зимой, весной, летом и осенью происходят из-за наклона оси планеты к плоскости, в которой она вращается вокруг Солнца. Из-за наклона в 23° разные части земного шара получают разное количество солнечного света в течение года, что и приводит к возникновению сезонных изменений. В это же время ось Юпитера к плоскости орбиты имеет наклон всего 3°. Это означает, что количество попадающих на разные участки планеты солнечных лучей в течение всего длительного года практически не меняется. Несмотря на это, новое исследование показало, что вокруг покрытого облаками шара планеты происходят периодические температурные колебания.

«Мы решили одну часть головоломки, установив, что в атмосфере происходят эти естественные циклы. Для понимания причин возникновения этих закономерностей и почему они происходят в конкретные временные промежутки, нам нужно исследовать области выше и ниже облачных слоёв», — считает Ли Флетчер (Leigh Fletcher), астроном из Университета Лестера в Великобритании и один из участников нового исследования.

Учёные обнаружили признаки того, что изменения климата на Юпитере могут быть связаны с явлением, известным как телесоединение. Речь идёт о пространственных атмосферных структурах, которые связывают погодные и климатические аномалии на больших расстояниях. На нашей планете подобные явления впервые наблюдались ещё в XIX веке. Исследуя Юпитер, учёные установили, что при повышении температуры на определённых широтах в северном полушарии те же широты в южном полушарии остывают практически зеркально.

«Это было самым удивительным. Мы обнаружили связь между тем, как менялись температуры на очень далёких широтах. Это похоже на явление, которое мы наблюдаем на Земле, когда погодные и климатические условия в одном регионе могут оказывать заметное влияние на погоду в других местах, причём области изменчивости, похоже, связаны через огромные расстояния в атмосфере», — рассказал Гленн Ортон (Glenn Orton), планетолог из Лаборатории реактивного движения (JPL) Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США.

Измерения также показали, что при повышении температуры в стратосфере, верхнем слое атмосферы Юпитера, она понижается в тропосфере, нижнем слое атмосферы, где и происходят разные погодные явления, включая мощные штормы. В исследовании использовались данные, собранные с 1978 года с помощью разных наземных телескопов, включая Очень большой телескоп (VLT) в Чили, Инфракрасный телескоп (IRTF) NASA и оптический телескоп Субару японской Национальной астрономической обсерватории на Гавайях. В исследовании также использовались данные космических аппаратов, включая зонды «Вояджер», которые пролетели мимо Юпитера в 1979 году, и «Кассини», который пролетел мимо Юпитера в 2001 году.

«Измерение этих температурных изменений и периодов во времени — это шаг к созданию полноценного прогноза погоды на Юпитере. Это удастся сделать, если мы сможем связать причину и следствие происходящего в атмосфере Юпитера. И ещё более важный вопрос связан с распространением полученных знаний на другие планеты-гиганты, чтобы попытаться увидеть проявление подобных закономерностей в других местах», — считает Ли Флетчер.

Учёные и раньше знали о существовании более холодных и тёплых областей на Юпитере, которые соответственно выглядят более белыми и коричневыми. Новое исследование, охватившее период в три юпитерианских года, впервые дало представление о том, как происходит изменение температуры в разных областях планеты-гиганта в разное время года.