Огромный атмосферный вихрь на Юпитере удивляет своим долголетием
Из школьного курса астрономии известно, что Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Экваториальный радиус этого газового гиганта в 11,2 раза превышает радиус Земли, а его масса почти в 2,5 раза больше, чем суммарная масса всех остальных планет Солнечной системы. Ученые считают, что Юпитер имеет максимально возможный диаметр для планеты с подобным строением, и по сути является «неудавшейся звездой», которой, для того, чтобы стать светилом, не хватило массы. Чем же еще знаменита эта планета-рекордсмен?
Атмосфера Юпитера – газовая оболочка, окружающая планету, которая в основном состоит из водорода и гелия, но в небольших количествах содержит также аммиак, метан, сероводород и воду. Она является крупнейшей в Солнечной системе планетной атмосферой, и в ней на протяжении вот уже почти двух сотен лет бушует самый мощный ураган. Этот уникальный атмосферный вихрь, благодаря своему необычному внешнему виду, получил название «Большое красное пятно» (БКП).
Атмосфера Юпитера – газовая оболочка, окружающая планету, которая в основном состоит из водорода и гелия, но в небольших количествах содержит также аммиак, метан, сероводород и воду. Она является крупнейшей в Солнечной системе планетной атмосферой, и в ней на протяжении вот уже почти двух сотен лет бушует самый мощный ураган. Этот уникальный атмосферный вихрь, благодаря своему необычному внешнему виду, получил название «Большое красное пятно» (БКП).
БКП – это крупнейший в Солнечной системе антициклон, расположенный в Южном полушарии Юпитера. Пятно непрерывно движется параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки со скоростью, которая иногда превышает 600 км/ч. Температура БКП составляет -160°С, что несколько ниже температуры прилегающих к пятну участков атмосферы Юпитера. Пятно по своим размерам превосходит Землю, но постоянно уменьшается и периодически меняет свой цвет. Так в конце XIX века длина пятна составляла примерно 40 000 км, а сегодня этот показатель снизился до 13 000 км. Почему это происходит и сохранится ли тенденция в будущем – пока не ясно.
Ранее считалось, что БКП было открыто в 1665 году итальянским астрономом Джованни Кассини. Однако современные исследования показывают, что, скорее всего, это был другой подобный вихрь, который ученые наблюдали на поверхности планеты до 1713 года. А существующий сегодня гигантский антициклон астрономы впервые обнаружили в 1831 году. С тех пор непрерывные наблюдения Большого красного пятна на Юпитере продолжаются уже почти 200 лет.
Считается, что столь продолжительное существование БКП отчасти связано с отсутствием у Юпитера твердой поверхности, которая бы замедляла газовые потоки за счет силы трения. Но этого условия недостаточно: существует какой-то дополнительный механизм, поддерживающий циркуляцию газа в пятне. Его природа остается загадкой, и пока ученые лишь строят гипотезы на этот счет. Согласно одной из них, БКП расположено между двумя противоположно направленными потоками газа, которые действуют подобно конвейерным лентам и заставляют пятно непрерывно вращаться. Другая гипотеза предполагает существование вертикально направленных потоков газа, поднимающихся из глубин атмосферы Юпитера и постоянно «подпитывающих» вихрь.
Также до сих пор остается открытым вопрос о цвете БКП. Предполагается, что красно-оранжевую окраску пятну придают химические соединения, возникающие при воздействии солнечного ультрафиолетового излучения на молекулы гидросульфида аммония, аммиака и ацетилена, которые присутствуют в атмосфере Юпитера. Ионы, на которые распадаются эти вещества, поглощают голубой, синий и фиолетовый свет, отражая красный, оранжевый и желтый. Однако приведенное объяснение – всего лишь гипотеза.
Помимо Большого красного пятна в атмосфере Юпитера существуют и другие подобные вихри, обладающие более скромными размерами. Они могут иметь белый, коричневый, красный цвет и существовать десятки лет или даже дольше. Такие пятна зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии планеты, но устойчивые, то есть существующие длительное время, имеются только в Южном. Один из примеров – Малое (или Младшее) красное пятно. Оно образовалась в 1998 – 2000 годах в результате слияния трех белых овальных пятен-вихрей. В 2005 году это пятно внезапно начало краснеть и уже в 2006 году стало иметь практически такой же цвет, как и БКП. Причины покраснения пятна достоверно не известны, но ученые предполагают, что такое может произойти, когда скорость движения воздушных потоков вихря значительно возрастает и поднимает на поверхность расположенные ниже газы, которые под воздействием ультрафиолетового излучения меняют цвет. С течением времени размеры Малого красного пятна постепенно возрастают, приближаясь к значениям БКП. Скорость воздушных потоков этого вихря также увеличивается и в настоящее время уже превышает 600 км/ч.
Считается, что столь продолжительное существование БКП отчасти связано с отсутствием у Юпитера твердой поверхности, которая бы замедляла газовые потоки за счет силы трения. Но этого условия недостаточно: существует какой-то дополнительный механизм, поддерживающий циркуляцию газа в пятне. Его природа остается загадкой, и пока ученые лишь строят гипотезы на этот счет. Согласно одной из них, БКП расположено между двумя противоположно направленными потоками газа, которые действуют подобно конвейерным лентам и заставляют пятно непрерывно вращаться. Другая гипотеза предполагает существование вертикально направленных потоков газа, поднимающихся из глубин атмосферы Юпитера и постоянно «подпитывающих» вихрь.
Также до сих пор остается открытым вопрос о цвете БКП. Предполагается, что красно-оранжевую окраску пятну придают химические соединения, возникающие при воздействии солнечного ультрафиолетового излучения на молекулы гидросульфида аммония, аммиака и ацетилена, которые присутствуют в атмосфере Юпитера. Ионы, на которые распадаются эти вещества, поглощают голубой, синий и фиолетовый свет, отражая красный, оранжевый и желтый. Однако приведенное объяснение – всего лишь гипотеза.
Помимо Большого красного пятна в атмосфере Юпитера существуют и другие подобные вихри, обладающие более скромными размерами. Они могут иметь белый, коричневый, красный цвет и существовать десятки лет или даже дольше. Такие пятна зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии планеты, но устойчивые, то есть существующие длительное время, имеются только в Южном. Один из примеров – Малое (или Младшее) красное пятно. Оно образовалась в 1998 – 2000 годах в результате слияния трех белых овальных пятен-вихрей. В 2005 году это пятно внезапно начало краснеть и уже в 2006 году стало иметь практически такой же цвет, как и БКП. Причины покраснения пятна достоверно не известны, но ученые предполагают, что такое может произойти, когда скорость движения воздушных потоков вихря значительно возрастает и поднимает на поверхность расположенные ниже газы, которые под воздействием ультрафиолетового излучения меняют цвет. С течением времени размеры Малого красного пятна постепенно возрастают, приближаясь к значениям БКП. Скорость воздушных потоков этого вихря также увеличивается и в настоящее время уже превышает 600 км/ч.
Исследование процессов, происходящих в атмосфере Юпитера, имеет важное научное значение: их понимание поможет ученым раскрыть механизмы формирования газовых гигантов как в нашей Солнечной системе, так и за ее пределами.
