Учёные давно считают, что Солнце и Юпитер — два главных архитектора Солнечной системы. Более того, роль Юпитера может оказаться значительно более влиятельной в формировании планетарных орбит и даже в возникновении жизни на Земле. Об этом свидетельствует новое исследование, в рамках которого учёные попытались определить вероятные размеры Юпитера в древности. Как выяснилось, на заре времён он мог быть почти вдвое больше, чем сегодня.

Источник изображения: NASA

Юпитер, как и Солнце с другими планетами, образовался в процессе аккреции вещества из газопылевого облака, каким около 4,6 млрд лет назад была Солнечная система. Смоделировать рост планет на основе механизмов аккреции возможно лишь с большой степенью погрешности. К сожалению, ранее наука не располагала иными ориентирами. Однако два астронома из США — Константин Батыгин и Фред С. Адамс (Fred C. Adams) — заявили, что нашли способ установить размеры Юпитера сразу после его формирования.

Профессор Батыгин из Калифорнийского технологического института (Caltech) и профессор физики Адамс из Мичиганского университета (University of Michigan) в качестве основы для расчётов использовали орбитальные данные двух ближайших спутников Юпитера — Амальтеи и Фебы. Оба спутника имеют слегка наклонные орбиты и небольшие отклонения в движении, что позволило учёным вычислить первоначальные размеры газового гиганта. Согласно полученным результатам, объём Юпитера в прошлом превышал 2000 объёмов Земли — почти в два раза больше его текущего объёма, равного 1321 объёму Земли.

«Наша конечная цель — понять, откуда мы взялись, и изучение ранних этапов формирования планет необходимо для решения этой задачи. Это приближает нас к пониманию того, как сформировался не только Юпитер, но и вся Солнечная система. То, что мы здесь установили, является ценным ориентиром. Это точка, с которой мы можем более уверенно реконструировать эволюцию нашей Солнечной системы», — пояснил Батыгин в пресс-релизе на сайте Калтеха.

Исследование учёных также показывает, что спустя 3,8 млрд лет после образования Солнечной системы, когда в её протопланетной туманности начали формироваться первые твёрдые тела, Юпитер был в 2–2,5 раза больше, чем сегодня. Кроме того, его магнитное поле тогда было в 50 раз мощнее нынешнего. Юпитер буквально своим телом и гравитацией защищал внутренние области Солнечной системы от астероидов и комет с её окраин, тем самым, возможно, с древнейших времён стоя на страже зарождающейся на Земле жизни.

Таким образом, полная история происхождения и структурной эволюции Юпитера рассматривается как ключевая веха в раннем развитии Солнечной системы, повлиявшая на все последующие эпохи. Новое исследование, вероятно, поможет лучше оценить роль этой планеты в формировании нашей системы и даст ключ к пониманию эволюции далёких экзопланет.

Сегодня на официальном сайте STScI (Space Telescope Science Institute) были опубликованы снимки полярного сияния на Юпитере, сделанные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST). Аналогично северному сиянию на Земле, это явление возникает, когда высокоэнергетические частицы солнечного ветра достигают верхних слоёв атмосферы планеты и притягиваются к её полюсам магнитным полем планеты.

Источник изображений: Space Telescope Science Institute

Однако у полярных сияний Юпитера есть и другой механизм формирования. Согласно заявлению команды JWST, частицы, выбрасываемые вулканами спутника Юпитера Ио, могут участвовать в том же процессе. Ещё одно отличие полярных сияний Юпитера — их яркость: они светятся в сотни раз интенсивнее, чем северное сияние на Земле.

«Мы хотели увидеть, как меняются полярные сияния [Юпитера], ожидая, что они будут медленно появляться и исчезать, возможно, в течение четверти часа или около того. — рассказал астроном Джонатан Николс (Jonathan Nichols) из Университета Лестера. — Вместо этого мы наблюдали, как вся область полярных сияний шипела и взрывалась светом, иногда меняющимся на секунду».

Команда Николса использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона JWST совместно с ультрафиолетовыми датчиками телескопа «Хаббл», чтобы получить грандиозные детализированные изображения полярных сияний Юпитера.

Ранее с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» впервые были получены снимки неуловимых полярных сияний на далёкой восьмой планете — Нептуне.

На днях в Вене на Генеральной ассамблее Европейского союза наук о Земле (European Geosciences Union General Assembly) команда учёных из NASA поделилась последними данными о Юпитере и его вулканическом спутнике Ио. Эти сведения были собраны и продолжают собираться зондом NASA «Юнона» (Juno), который совершает облёты Юпитера с относительно близким прохождением над Ио. Иным способом получить такие данные было бы невозможно.

Источник изображения: NASA

Каждый облёт Юпитера зонд совершает по новой траектории. Благодаря этому удаётся изучать атмосферу газового гиганта в различных точках и под разными углами. В частности, учёные NASA начали проводить радиоизмерения, анализируя распространение радиосигнала с Земли до зонда. Это обычный канал передачи данных для Центра управления полётами, но его анализ сам по себе представляет собой кладезь информации.

По отклонениям сигнала, проходящего через атмосферу Юпитера туда и обратно, можно определить скорость воздушных потоков и распределение плотности. В числе прочего, это значительно увеличивает объём данных для моделирования климата Юпитера. На основе полученной информации команда NASA создала новую климатическую модель планеты, которую планирует использовать и для изучения климата других планет, включая Землю.

Также исследователи продолжают экспериментировать с комбинированием данных, полученных различными приборами «Юноны», например, объединяя радиоизмерения с инфракрасными наблюдениями. Такая комбинация при наблюдении за спутником Юпитера Ио позволила проследить распределение тепла в его недрах — от центра к поверхности. Совокупный анализ выявил очаги остывающей магмы в коре спутника. Обнаруженные ранее невидимые области перегретой коры помогли уточнить механизм отвода тепла с поверхности Ио в космос.

Изображения в видимом свете в сочетании с радиодиапазонными измерениями показали температурное отличие в полярной ионосфере Юпитера. Полярная ионосферная шапка планеты-гиганта оказалась на 11 градусов Цельсия холоднее окружающей атмосферы — это ещё один вклад в понимание климата Юпитера. Расчётная скорость ветра в полярных областях достигает 161 км/ч. Кроме того, учёные зафиксировали групповое поведение циклонов в атмосфере Юпитера. В отличие от Земли, где циклоны не уходят далеко от экватора, на Юпитере они достигают полярных областей и движутся согласованными группами.

Очередной пролёт Ио на высоте 89 000 км зонд «Юнона» совершит 6 мая. Ещё в декабре 2024 года зонд засёк на южном полюсе спутника колоссальную по площади зону растекания магмы по поверхности, сопровождавшуюся самым мощным в истории наблюдений извержением вулкана в Солнечной системе. В марте оно всё ещё продолжалось, и предстоящий майский пролёт даёт надежду зафиксировать остаточные процессы этого явления.

4 апреля 2025 года зонд NASA «Юнона» (Juno) дважды перешёл в безопасный режим, при котором все научные приборы прекращают работу. В этот день «Юнона» совершала 71-е по счёту сближение с газовым гигантом. Юпитер окружён мощными радиационными поясами, поэтому отключение электроники под их воздействием является ожидаемым событием. После удаления от планеты «Юнона» вернулась в нормальный режим работы и готова к новому сближению с Юпитером уже 7 мая.

Художественное представление зонда NASA «Юнона» на фоне Юпитера. Источник изображения: NASA

За время работы в системе Юпитера «Юнона» четырежды переходила в безопасный режим. Впервые это произошло в июле 2016 года во время второго сближения с планетой. Второй раз электроника дала сбой в 2022 году, во время 39-го сближения. И, наконец, 4 апреля 2025 года команда перехода в безопасный режим сработала ещё дважды: за час до максимального сближения с Юпитером и через 45 минут после прохождения точки максимального сближения.

Во всех четырёх случаях электроника «Юноны» функционировала в полном соответствии с ожиданиями. Научное оборудование автоматически отключалось, а антенна связи наводилась на Землю для организации наиболее надёжного канала с пунктом управления. При этом аппарат начинал проверку собственных подсистем питания и управления.

Оперативная группа миссии восстановила высокоскоростную передачу данных с «Юноны», и в настоящее время космический аппарат проводит диагностику программного обеспечения полёта. В последующие дни команда будет заниматься передачей на Землю инженерных и научных данных, собранных до и после перехода зонда в безопасный режим.

Инфракрасный снимок южного полюса Ио при пролёте зондом NASA «Юнона» 27 декабря 2024 года

Во время сближения с Юпитером 7 мая зонд также пройдёт относительно недалеко от Ио — вулканически активного спутника Юпитера. Пролёт состоится на высоте 89 тыс. км. Поскольку Ио всегда полон сюрпризов — это самое вулканически активное небесное тело в Солнечной системе — зонд сможет сделать ценные наблюдения, которые также не останутся без нашего внимания.

Во время очередного пролёта спутника Юпитера Ио зонд NASA «Юнона» (Juno) зафиксировал колоссальное извержение вулкана в районе южного полюса луны. Площадь извержения составила до 100 000 км² — это больше крупнейшего из Великих озёр в США. Несколько близко расположенных кратеров извергали магму с энергией, в шесть раз превышающей мощность всех земных электростанций. Детекторы «Юноны» не смогли полностью распознать детали этого явления.

Инфракрасный снимок южного полюса Ио при пролёте зондом NASA «Юнона» 27 декабря 2024 года. Источник изображения: NASA

«Хотя всегда приятно стать свидетелем событий, которые переписывают книги рекордов, эта новая горячая точка потенциально может сделать гораздо больше, — говорят специалисты NASA. — Интригующая особенность может улучшить наше понимание вулканизма не только на Ио, но и на других планетах».

Удивительное открытие «Юнона» сделала во время близкого пролёта Ио 27 декабря 2024 года. Это было не самое тесное сближение со спутником: зонд облетает Юпитер, и сближения с Ио не входят в его основные задачи. В декабре «Юнона» пролетела над южным полюсом этой луны на расстоянии 74 400 км. Увиденное поразило учёных. Правее от полюса обнаружилось настоящее «море огня». Позже учёные выяснили, что детекторы инфракрасной камеры частично ослепли из-за мощного излучения, а источников выхода магмы на поверхность оказалось несколько. Детектор Juno Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), рассчитанный на изучение атмосферы Юпитера на глубину до 70 км под облачным покровом, испытывает значительные нагрузки при изучении Ио.

Ранее на Ио — самом вулканически активном небесном теле Солнечной системы, которое насчитывает сотни одновременно действующих вулканов, — самый обширный выход магмы занимал площадь до 20 000 км². Новый выход значительно превзошёл предыдущие наблюдения и стал самым мощным извержением вулкана, зарегистрированным в нашей звёздной системе.

На снимках близких пролётов видно изменение поверхности в зоне извержения за длительное время

«JIRAM обнаружил экстремальное инфракрасное излучение — массивную горячую точку — в южном полушарии Ио, настолько сильное, что оно залило наш детектор, — сказал Алессандро Мура (Alessandro Mura), специалист из команды «Юноны» из Национального института астрофизики в Риме. — Однако у нас есть доказательства того, что мы обнаружили на самом деле несколько близко расположенных горячих точек, которые извергались одновременно, что указывает на обширную систему подземных магматических очагов. Данные подтверждают, что это самое интенсивное извержение вулкана, когда-либо зарегистрированное на Ио».

Зонд снова пролетит над этой областью 3 марта 2025 года и сделает снимки извержения или того, что от него осталось. Возможно, за Ио будут вестись наблюдения с Земли. Обнаруженное извержение вышло за рамки ожидаемого и требует более подробного изучения.

Команда миссии NASA Europa Clipper по поиску подлёдного океана и жизни на спутнике Юпитера Европе завершила выдвижение всех антенн станции. Несколько ранее станция раскрыла две огромные солнечные батареи с размахом 30 метров. На фоне этих батарей антенны длиной 8,5 и 17,6 м выглядят скромнее, но без них основная цель миссии не может быть достигнута, поэтому успешное выдвижение этих элементов стало ключевым для будущей научной работы станции.

Источник изображения: NASA

На борту Europa Clipper находятся девять научных приборов. Непосредственно поиском подлёдного океана и определением его солёности, а также косвенной пригодности для зарождения в нём биологической жизни будет заниматься магнитометр ICEMAG. Его стрела длиной 8,5 м была выдвинута из контейнера и успешно развёрнута на всю длину.

Начало выдвижения стрелы магнитометра

Также станция развернула антенны подповерхностного радара. Две из них — REASON HF длиной по 17,6 м каждая, размещены перпендикулярно солнечным панелям на их передней кромке, а четыре другие — 2,76-м REASON VHF — установлены на задние кромки солнечных панелей, по две на каждую.

Стрела длиною 8,5 м выдвинута

Работу каждого из этих двух инструментов команда NASA проверила вскоре после выдвижения стрелы и антенн. Проверка работы остальных семи научных приборов на борту Europa Clipper будет поочередно проводиться в декабре 2024 года и январе 2025. В их число входят оптические и инфракрасные камеры, инфракрасный спектрометр, ультрафиолетовый спектрограф, прибор для исследования ионосферы (плазмы), масс-спектрометр, датчик пыли и отдельный прибор для исследования гравитационного поля Европы.

В настоящий момент станция отлетела от Земли на 20 млн км. В космос она запущена 14 октября. Она развила скорость 35 км/с. Но этого недостаточно, чтобы прибыть в систему Юпитера в назначенный срок. 1 марта 2025 года Europa Clipper достигнет орбиты Марса и совершит там гравитационный манёвр — облёт планеты для набора более высокой скорости. Попутно будет проверена работа инфракрасных приборов станции.

В декабре 2026 года станция совершит ещё один гравитационный манёвр, но уже рядом с Землёй. Этот проход позволит откалибровать магнитные датчики станции. После этого Europa Clipper отправится к Юпитеру, в систему которого прибудет в 2030 году. Близкие пролёты рядом с Европой начнутся в 2031 году. Станция совершит 49 близких пролётов возле спутника с минимальным сближением 25 км.

Зонд Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США «Юнона» (Juno) передал на Землю новые снимки Юпитера, которые были сделаны во время 66-го сближения с планетой. Аппарат стоимостью $1 млрд завершил очередной пролёт вблизи Юпитера 23 октября, впервые опустившись к полюсам планеты.

Источник изображения: NASA / JPL / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Thomas Thomopoulos

Зонд «Юнона» находится на орбите Юпитера с июля 2016 года. За это время аппарат передал на Землю тысячи бесценных изображений атмосферы планеты и её спутников. Полученные недавно фото выглядят столь же завораживающими.

Источник изображения: NASA / SwRI / MSSS / Jackie Branc

Во время последнего пролёта аппарат «Юнона» пролетел вблизи Амальтеи, пятого по величине спутника Юпитера, который отличается продолговатой формой. Радиус спутника составляет 84 км, он значительно меньше земной Луны.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Brian Swift

Двухмегапиксельная камера «Юноны» JunoCam продолжает снимать изображения, раскрывающие детали сложных погодных условий Юпитера. Помимо камеры в конструкции зонда имеется магнитометр, микроволновой радиометр и другие инструменты, помогающие вести научную деятельность.

Источник изображения: NASA / SwRI / MSSS / Jackie Branc

Любопытно, что у миссии «Юнона» нет команды учёных, занимающихся обработкой получаемых изображений. Вместо этого обработкой снимков занимаются энтузиасты, после чего изображения выкладывают на специальный веб-сайт. Там же можно найти фотографии из этой статьи с более высоком разрешении.

Источник изображения: NASA / JPL / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Thomas Thomopoulos

В настоящее время на исследование Юпитера нацелены две миссии, которые в будущем придут на смену «Юноне». Зонд Европейского космического агентства JUICE, запущенный в космос в прошлом году, сделает несколько снимков спутника Каллисто, когда приблизится к нему в 2031 году. Позднее аппарат будет исследовать другие спутники Юпитера. Аппарат NASA Europa Clipper, запущенный не так давно, доберётся до Юпитера в 2030 году, где будет заниматься изучением спутников планеты, уделив особенное внимание Европе.

Источник изображения: NASA / SwRI / MSSS / Jackie Branc

Следующее сближение «Юноны» с Юпитером состоится 25 ноября. Миссия зонда будет завершена 15 сентября 2025 года, когда аппарат совершит «смертельное погружение» в газового гиганта во время 76-го сближения с планетой. Это гарантирует, что зонд не столкнётся с одним из спутников Юпитера, на которых потенциально может существовать жизнь.

Из-за надвигающегося на Флориду со стороны Мексиканского урагана «Милтон» компания SpaceX и NASA решили отложить намеченный на 10 октября запуск межпланетной станции Europa Clipper на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy. Запуск должен состояться с площадки Космического центра NASA имени Кеннеди.

Источник изображения: europa.nasa.gov

«NASA и SpaceX отменяют попытку запуска миссии Europa Clipper агентства в четверг, 10 октября, из-за ожидаемых экстремальных условий в этом районе», — цитирует ресурс space.com объявление в блоге NASA, опубликованное в воскресенье, 6 октября.

В блоге сообщается, что ураган «Милтон» на этой неделе выйдет из Мексиканского залива и двинется на восток к побережью Флориды, в связи с чем в районах мыса Канаверал и острова Мерритт на восточном побережье Флориды ожидаются сильные ветры и проливные дожди.

Команды SpaceX, ответственные за запуск, закрепили зонд, доставленный на комплекс 39A четвёртого октября, внутри ангара SpaceX. Остальная часть персонала центра NASA также начала подготовку к прибытию урагана «Милтон», сообщили в блоге NASA.

На данный момент неизвестно, когда Europa Clipper отправят в космос, но у NASA достаточно для этого времени, поскольку окно запуска зонда продлится до 6 ноября. Предполагается, что в случае отправки в космос в ближайшее время Europa Clipper достигнет системы Юпитера в 2030 году, где будет использоваться для изучения спутника Юпитера Европы. Предполагается, что Ёвропа содержит огромный объём воды под ледяной оболочкой.

Исследователи Корнелльского университета смогли изучить фундаментальный процесс формирования и эволюции планет — приливный нагрев, наблюдая за вулканами самого вулканически активного тела Солнечной системы — спутником Юпитера Ио. Это не праздный интерес. Аналогичные явления происходят в глубинах глобальных океанов ряда других лун у Сатурна и Юпитера, а это шанс для возникновения там жизни, которую мы знаем по Земле.

Спутник Юпитера Ио. Источник изображения: NASA

Близкое расположение Ио к Юпитеру, а также пролёты сравнительно недалёких других спутников этой планеты-гиганта сминают и растягивают недра Ио приливной гравитацией. В результате напряжения и трения недра Ио чрезвычайно разогреты, а геология этой луны — активно-вулканическая. Одновременно на поверхности спутника активны до полутысячи вулканов и там же даже сегодня образуются новые вулканы. В какой-то мере вулканическая деятельность регулирует внутренне тепло спутника и также служит индикатором этого процесса.

В последние годы данные о вулканах Ио исправно поставляет зонд NASA «Юнона» (Juno). Также стало возможным делать высокодетализированные снимки Ио прямо с Земли, что даёт массу данных для анализа. Работа астрономов из Корнелльского университета помогла систематизировать накопленные по вулканам Ио данные и позволила сделать интересные выводы.

Так, учёные обнаружили неизвестную до этого деятельность вулканов в полярных областях спутника, тогда как раньше основной вклад в тепловой баланс планеты, как считалось, вносили вулканы экваториальной области. Более того, учёные засекли явно синхронную работу в группах полярных вулканов, которые одновременно разгорались и затухали. «Все они становились яркими, а затем тускнели с одинаковой скоростью, — говорят учёные. — Интересно наблюдать за вулканами и за тем, как они реагируют друг на друга».

«Изучение негостеприимного ландшафта вулканов Ио действительно вдохновляет науку на поиски жизни, — пояснили свою главную цель учёные. — Приливный нагрев играет важную роль в нагревании и эволюции орбит небесных тел. Он обеспечивает тепло, необходимое для формирования и поддержания подповерхностных океанов на спутниках планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн».

Самое геологически активное небесное тело Солнечной системы — усыпанный сотнями действующих вулканов спутник Юпитера Ио — продолжает раскрывать свои секреты под наблюдением зонда NASA «Юнона» (Juno). «Юнона» давно выполнила свою основную научную программу и сейчас на остатках ресурсов оборудования совершает облёты Юпитера, сближаясь по возможности с некоторыми его спутниками, не переставая радовать учёных и рядовых граждан уникальными снимками.

Источник изображений: NASA

Осенью 2023 года и зимой 2024 года «Юнона» совершила близкие облёты Ио. Так, в феврале 2024 года зонд пролетел над спутником на высоте 2530 км, что позволило сделать цветные снимки поверхности Ио с разрешением 1,7 км/пиксель. При этом поверхность освещалась отражённым от Юпитера светом Солнца, что не помешало получить цветные снимки хорошего качества. На одном из них учёные обнаружили впечатляющий по размерам вулкан, которого ещё не было на снимках зонда «Галилео», сделанных в 1997 году.

Получается, что гигантская структура появилась на поверхности Ио за последние примерно 25 лет. Она включает в себя сам вулкан и разливы лавы с обрамлением из красной серы, выпавшей обратно на поверхность после извержений. Весь новый массив расположен на площади со сторонами примерно по 180 км. Это, в принципе, самая большая появившаяся за последние четверть века на Ио геологическая структура.

В 2024 году на ровном месте обнаружено что-то новенькое

«Наши недавние снимки JunoCam показывают множество изменений на Ио, включая этот крупный, сложный вулканический объект, который, по-видимому, сформировался из ничего с 1997 года», — пояснил Майкл Рейвин (Michael Ravine), руководитель передовых проектов Malin Space Science Systems, которая спроектировала и эксплуатирует прибор JunoCam для проекта NASA Juno.

Восточная сторона вулкана окрашена в рассеянный красный цвет из-за серы, которая была выброшена вулканом в космос и осела обратно на поверхность Ио. На западной стороне изверглись два темных потока лавы, каждый протяженностью около ста километров. В самой дальней точке потоков, где скопилась лава, высокая температура привела к испарению замерзшего материала на поверхности, в результате чего образовались два накладывающихся друг на друга серых круглых отложения.

Сравнение нового образования на Ио с Берлином и окрестностями

Все старые и новые снимки «Юноны» доступны на сайте миссии. NASA не делает секрета из получаемой информации, доступ к которой может получить каждый желающий.

Миссия «Юнона» прибыла к Юпитеру в 2016 году, преодолев расстояние в 2,74 миллиарда километров от Земли. Камеры космического корабля предоставили в распоряжение NASA впечатляющие изображения, которые привели к революционным открытиям не только на Юпитере, но и на его спутниках Европе и Ио. Одно из последних изображений представляет собой вид северного полушария газового гиганта с явлениями, которые NASA описывает как «хаотичные облака и циклонические штормы».

Источник изображений: NASA

Команда миссии «Юнона» предоставляет свободный доступ к изображениям, сделанным космическим зондом, позволяя всем желающим раскрыть свой творческий потенциал при обработке фотографий. Изображение, основанное на фотографии от 12 мая 2024 года, создано исследователем Гэри Исоном (Gary Eason) с использованием методов цифровой обработки для улучшения цвета и чёткости. В момент съёмки «Юнона» совершала 61-й виток вокруг Юпитера на высоте около 29 000 км.

Исон сформировал детальное изображение того, что NASA описывает как «хаотичные облака и циклонические штормы» в районе, известном учёным как «складчатая нитевидная область» в северном полушарии газового гиганта. В этой области разрушаются зональные струи, которые создают знакомые всем полосатые узоры облаков Юпитера. Это приводит к турбулентности и облачным структурам, которые видоизменяются в течение нескольких дней.

Другие исследователи также предоставили обработанные изображения Юпитера и его спутников. Один из них помог точнее определить высоту облачного покрова и другие особенности, которые было трудно различить на необработанных изображениях с космического корабля. Другой объединил изображения отдельных циклонов возле северного полюса, и законченное изображение удивило исследователей, поскольку на нем было видно «воронку» взаимодополняющих друг друга штормов, вращающихся вокруг центрального вихря.

«Юнона» продолжит изучение Юпитера до сентября 2025 года. Основная цель исследования — помочь учёным лучше понять возникновение и эволюцию газового гиганта. Астрономы полагают, что Юпитер хранит под густым облачным покровом секреты фундаментальных процессов, которые происходили в Солнечной системе во время её формирования. Хотя основная миссия «Юноны» была завершена ещё в 2021 году, зонд продолжает отправлять ценные данные о Юпитере и его спутниках.

Ценным инструментом для изучения спутника Юпитера Ио стал итальянский инфракрасный прибор Juno Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) на зонде «Юнона». Ио — это самое вулканически активное тело в Солнечной системе с сотнями вулканов. Близкие пролёты «Юноны» рядом с ним позволяют крупным планом увидеть лавовые озёра и изучить их общее строение, что даёт представление о процессах в недрах этой юпитерианской луны.

Шлейфы вулканических выбросов на Ио. Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

Учёные только начинают разбирать данные, полученные после близких пролётов зонда NASA мимо Ио в прошлом году. Впрочем, научный анализ не терпит суеты. Первая работа по этим данным была опубликована несколько дней назад в журнале Nature. Прибор JIRAM разрабатывался для изучения атмосферы Юпитера на глубину до 70 км ниже облачного покрова планеты-гиганта. Но он также стал прекрасным инструментом для изучения лун Юпитера, самой поразительной из которых считается Ио.

Исходя из данных JIRAM по обнаруженным на Ио лавовым озёрам, эти образования на спутнике множественные и достаточно локальные. Магма не переливается через края кальдеры, из чего учёные делают выводы о достаточно высоких — до нескольких сотен метров — стенах кратеров.

Лавовое озеро, обнаруженное прибором JIRAM

Интересной и не до конца понятной особенностью лавовых озёр Ио стало отчётливое отсутствие застывшей магматической корки по их краям. Это указывает на вероятную циркуляцию магмы от центра в края и вглубь кратеров, либо на такие условия по краям, при которых застывшая корка обламывается с краю и обнажает лавовое кольцо. Это даёт некоторые подсказки о поведении магмы в недрах Ио, но для окончательного вывода их недостаточно.

Учёные продолжают получать данные по Ио. «Юнона» совершила 62-й облёт Юпитера 13 июня. Она прошла над луной на высоте 29 250 км. Свой 63-й облёт Юпитера и Ио зонд совершит 16 июля. Аппарат получил возможность прохода над северным и южным полюсами спутника, что позволит впервые получить данные о вулканической активности Ио в приполярных областях.

Учёные опубликовали новые снимки ледяной луны Юпитера — Европы, поверхность которой зонд NASA «Юнона» снял по время близкого пролёта в сентябре 2022 года. Изображения стали редкой возможностью лучше изучить особенности рельефа и геологии спутника, на котором может существовать глобальный подлёдный океан с жидкой водой, теоретически пригодной к зарождению биологической жизни.

Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

Новые данные дадут ориентиры будущим миссиям по изучению особенностей Европы и поиску признаков жизни на ней. Позже в этом году в систему Юпитера стартует миссия Europa Clipper (с указаниями инопланетянам по поиску жизни на Земле). Также в систему Юпитера летит запущенный год назад европейский зонд JUICE, которому тоже помогут новые снимки «Юноны». Интересно, что сделаны они фактически вспомогательным оборудованием зонда, а не основными приборами.

Более того, учёные смогли настроить камеру ориентации зонда по звёздам (SRU) для получения снимков поверхности Европы в условиях слабого освещения. Благодаря этому удалось получить первые снимки ночной стороны Европы, освещённой лишь отражённым от облаков Юпитера светом Солнца. И это тоже были снимки, изобилующие множеством интересных деталей.

Зона «Утконоса» на ночной стороне Европы (снимок сделан камерой SRU)

Самым примечательным и перспективным объектом для изучения на поверхности Европы считается зона «Утконоса» — область со сторонами 37 × 67 км. Судя по вздыбленным краям этой области — это сравнительно молодое геологическое образование на поверхности. Рельеф Европы в целом невыразительный, а его складки быстро исчезают. Появляются же они, как считается, в процессе дрейфа ледяного щита по глобальному океану. Во льдах возникают трещины, через которые в космос на высоту до 200 км поднимаются брызги подлёдного океана. Выбросы воды формируют стенки кратеров и другие неровности, но также они сравнительно быстро сглаживаются. Детальные фотографии поверхности подскажут, где лучше искать признаки выбросов и проводить химический анализ подлёдной воды.

Впрочем, пока данные о наличии водяных гейзеров на Европе неубедительные. Там не было замечено таких ярких выбросов, как, например, на спутнике Сатурна Энцеладе. В то же время на Энцеладе и Европе присутствуют похожие по структуре и рисунку складки рельефа, а это подсказка, где искать самое интересное.

В декабре 2023 года и в феврале 2024 года зонд NASA «Юнона» (Juno) пролетел над луной Юпитера Ио ближе всего в истории. Если раньше «Юнона» приближалась к поверхности Ио на десятки тысяч километров, то последние пролёты совершены на высоте 1500 км, что позволило получить самые детальные снимки этой луны Юпитера. На основе полученных данных художники NASA создали анимации двух странных объектов на Ио: озера раскалённой магмы и удивительной горы.

Источник изображений: NASA

Луна Ио считается самым вулканически активным телом Солнечной системы. На нём зафиксировано свыше 400 вулканов, значительная часть которых активна. Близкие пролёты позволяют оценить степень активности вулканической деятельности и составить её карту. Также Ио отличается от других крупных спутников Юпитера своим более-менее ровным пейзажем и разницей температур на экваторе и в полярных областях. В последний близкий пролёт Ио, например, «Юнона» впервые получила снимок южного полюса этой луны.

Ио с высоты 16 500 км. Снято во время пролёта 9 апреля 2024 года

«Ио просто усеяна вулканами, и мы застали несколько из них в действии, — сказал представитель программы на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза в Вене. — Мы также получили несколько отличных снимков крупным планом и другие данные о лавовом озере Локи Патера (Loki Patera) длиной 200 километров (127 миль). Удивительные детали показывают эти сумасшедшие острова, расположенные посреди потенциально магматического озера, окруженного горячей лавой. Зеркальное отражение озера, зафиксированное нашими приборами, предполагает, что части поверхности Ио гладкие, как стекло, напоминающее обсидиановое стекло, созданное вулканами на Земле».

Зонд «Юнона» летает по орбите вокруг Юпитера. Изучение Ио можно считать бонусом, тогда как в основном NASA следит за планетой-гигантом. Считается, что Юпитер стал первой планетой, которая сформировалась в Солнечной системе. Это делает её ценным объектом для изучения, которое поможет понять эволюцию как системы, так и других планет. В частности, учёных волнует вопрос содержания воды в атмосфере и в недрах планеты.

Вода — это необходимая основа для зарождения биологической жизни где бы то ни было. Данные по воде в составе Юпитера противоречивы. В 1995 году зонд NASA «Галилео» собрал данные во время 57-мин спуска в атмосферу планеты-гиганта. Данные оказались странными — зонд почти не обнаружил воды, и это шло вразрез с моделями учёных. «Юнона» подсчитывает объём воды в атмосфере Юпитера по содержанию кислорода и водорода — атомов, составляющих молекулу воды. По её данным, воды на Юпитере кратно больше, чем обнаружил «Галилео». На основе этого учёные сделали вывод, что старый спутник, вероятно, вошёл в атмосферу над местной версией Сахары.

Также каждый новый пролёт приближает «Юнону» к перемещению над северным полюсом Юпитера. Этот регион интересен своими циклонами, по размерам, динамике, очертаниям и плотности которых можно получить представление о поведении атмосферы планеты. Зонд делает снимки циклонов в видимом, инфракрасном и микроволновом излучении. Глубже всего под облака проникает микроволновое излучение, которое несёт учёным наиболее ценную информацию о структуре циклонов.

Следующий пролёт рядом с Юпитером «Юнона» совершит 12 мая.

Учёные поделились данными свежих наблюдений о поведении атмосферы Юпитера и состоянии его крупнейших вихрей — знаменитого Большого Красного Пятна и его меньшего собрата Младшего Красного Пятна, а также о других атмосферных процессах. Ещё в поле зрения «Хаббла» попал спутник Юпитера Ио — самое вулканически активное небесное тело Солнечной планеты. Изучение всех этих объектов позволяет лучше понять погоду на Земле и планетах в целом.

Источник изображения: NASA, ESA, STScI

Наблюдения «Хаббла» были проведены 5–6 января 2024 года. Снимки делаются на нескольких длинах волн, что позволяет также заглянуть вглубь атмосферы Юпитера. Интересно, что примерно за год до этого Юпитер подходил на ближайшее расстояние к Солнцу, и там было лето в самом разгаре. Теперь, год спустя, учёные констатируют факт, что атмосфера планеты по-прежнему достаточно разогрета, чтобы там проявлялась повышенная активность ураганов.

Наблюдения за Юпитером и другими планетами Солнечной системы с атмосферами проводятся в рамках программы «Исследование атмосфер внешних планет» (OPAL). Центральным объектом наблюдений остаётся Большое Красное Пятно (БКП). Оно задаёт учёным две главных загадки: когда оно пропадёт и случится ли это вообще, а также, почему пятно красного цвета?

На цвет, вероятно, влияет химический состав атмосферы и взаимодействие её частиц с солнечным светом, в частности — с ультрафиолетовым излучением. Что касается уменьшения размеров БКП, то этот процесс, возможно, ускоряется. Пятно уверенно наблюдается учёными не менее 200 лет подряд. Из первых достоверных источников известно, что его размеры составляли 41 тыс. км. В него тогда могло поместиться три Земли. В 1979 году миссия «Вояджеров» при пролёте Юпитера определила размер БКП как 23 300 км. Наблюдение «Хаббла» в 1995 году дало уже 20 950 км. В 2014 году диаметр пятна уменьшился до 16 500 км, а в 2021 — до 14 750 км. Наконец, в ноябре 2023 года астрофотограф-любитель Дэмиан Пич измерил его как 12 500 км, в которое едва помещается одна Земля.

На новых снимках «Хаббла» запечатлены оба полушария Юпитера (см. выше), который делает один оборот за 10 ч. Кстати, это легко вычисляется как раз по положению БКП. На левом снимке кроме Большого Красного пятна правее и ниже его мы можем разглядеть Младшее Красное Пятно, которое фиксируется с 2006 года после объединения нескольких ураганов в один, после чего оно покраснело.

На правом снимке севернее экватора просматриваются один циклон и один антициклон, которые будут отталкивать друг друга. Также на правом снимке виден спутник Юпитера Ио, на поверхности которого в одном из подходящих диапазонов просматривается чрезвычайная вулканическая активность. Но это уже другая история.