На Юпітері виявили циклони розміром з Місяць

Завдяки аналізу даних космічного апарату «Юнона» астрономи виявили на полюсах Юпітера гігантські циклони, діаметр яких сягає щонайменше чотирьох тисяч кілометрів, що можна порівняти з діаметром Місяця. Крім того, дослідження газового гіганта показало, що його гравітаційне поле несиметричне, а нижні шари його атмосфери обертаються як тверде тіло. У журналі вийшли чотири статті (1, 2, 3, 4), присвячені внутрішній будові планети.

У 2016 році міжпланетна станція «Юнона» вийшла на полярну орбіту навколо Юпітера. Кожні 53 дні космічний апарат здійснює повний обіг навколо планети, наближаючись до верхньої межі хмар на 4,1 тисячі кілометрів. У завдання місії входить вивчення гравітаційного поля, атмосфери і магнітосфери Юпітера, а також перевірка гіпотези про наявність у газового гіганта твердого ядра. Ці дані допоможуть зрозуміти, як утворилася найбільша планета Сонячної системи, а також які процеси відбуваються в її надрах.

Автори нових робіт проаналізували дані, зібрані «Юноною» за 2016 і 2017 рік. Дослідники вивчили інформацію, отриману основними інструментами апарату, в число яких входять гравітометр GSE і камери JIRAM (працює в ІК-діапазоні) і JunoCam. У результаті дослідникам не тільки вдалося вивчити поведінку атмосфери Юпітера, а й зазирнути вглиб планети.

Вчені виявили, що на полюсах газового гіганта існують постійні великі циклони - діаметр північного становить близько 4 тисяч кілометрів, а південного - 5600 кілометрів. Примітно, що циклон на північному полюсі оточений вісьмома вихорами подібного розміру, які разом формують дітетрагон - восьмикутник з однаковими сторонами і кутами, рівними через один. На південному полюсі спостерігається схожа картина, правда вихорів там всього п'ять (розмір від 5600 до 7 тисяч кілометрів), і утворюють вони п'ятикутник. Що стало причиною виникнення циклонів в атмосфері планети - дослідникам невідомо. Крім того, невідомо і чому вони не рухаються - моделі показують, що під впливом сил, що виникають при обертанні планети, атмосферні вихори повинні переміщатися.

Також дослідники виявили, що гравітаційне поле планети не симетричне з півночі на південь, що виявилося несподіванкою для такої масивної планети, що швидко обертається, як Юпітер. На думку вчених, відкриття може пояснюватися рухом атмосферних потоків під верхнім шаром хмар. В іншій статті астрономи розповіли, що струменеві течії проходять під кожною із зон і поясів газової оболонки Юпітера. Вони йдуть углиб планети на 3 тисячі кілометрів.

При цьому нижчі шари газового гіганта обертаються майже як тверде тіло - як мінімум, на порядок повільніше, ніж «неспокійний» газ нагорі. Вважається, що через високу температуру і тиск електропровідність нижніх шарів атмосфери зростає. Сила Лоренца, що викликає відхилення електронів, що рухаються в магнітних полях, від їх початкового шляху, також збільшується, і в результаті швидкість вітру падає.

Результати астрономів можуть бути застосовані і до інших газових гігантів Сонячної системи - зокрема, до Сатурна, де швидкість вітру досягає 500 метрів на секунду. Зважаючи на поведінку атмосфери Юпітера, можна припустити, що струменеві потоки на Сатурні йдуть ще глибше - до 9 тисяч кілометрів. Крім того, порівняння «шестикутника» планети і циклонів Юпітера, може наблизити вчених до розуміння того, що призводить до їх виникнення.

Місія «Юнони» завершиться зовсім скоро: липні 2018 року апарат буде зведений з орбіти Юпітера і направлений в його атмосферу, де він і згорить. Зроблено це буде для уникнення в майбутньому зіткнення з Європою - одним з галілеєвих супутників газового гіганта. Вважається, що гіпотетично там може існувати життя, тому забруднення його поверхні біологічним матеріалом із Землі небажане.