Сьогодні дослідники опублікували кілька статей про відкриття Юнони в атмосфері в журналах Science і Journal of Geophysical Research: Planets. Додаткові статті з’явилися в двох останніх випусках Geophysical Research Letters.
«Ці нові спостереження від «Юнони» відкривають скарбницю нової інформації про загадкові спостережувані особливості Юпітера», — сказала Лорі Глейз, директор відділу планетарної науки NASA у штаб-квартирі агентства у Вашингтоні. «Кожна стаття проливає світло на різні аспекти атмосферних процесів планети – чудовий приклад того, як наші міжнародні наукові команди зміцнюють розуміння нашої Сонячної системи».
Юнона вийшла на орбіту Юпітера в 2016 році. Під час кожного з 37 проходів космічного корабля планети на сьогоднішній день спеціалізований набір приладів зазирав під його бурхливу хмарну палубу.
«Раніше «Юнона» здивувала нас натяками на те, що явища в атмосфері Юпітера були глибшими, ніж очікувалося», — сказав Скотт Болтон, головний дослідник Юнони з Південно-Західного дослідницького інституту в Сан-Антоніо і провідний автор статті Journal Science про глибину вихрів Юпітера. «Тепер ми починаємо об’єднувати всі ці окремі частини та отримуємо наше перше справжнє розуміння того, як працює красива і жорстока атмосфера Юпітера – у 3D».
Мікрохвильовий радіометр (MWR) Юнони дозволяє вченим місії зазирнути під вершини хмар Юпітера і досліджувати структуру його численних вихрових штормів. Найвідомішим з цих штормів є культовий антициклон, відомий як Велика червона пляма. Цей малиновий вихор, ширший за Землю, заінтригував вчених з моменту його відкриття майже два століття тому.
Нові результати показують, що циклони тепліші зверху, з меншою атмосферною щільністю, тоді як вони холодніші внизу, з більшою щільністю. Антициклони, які обертаються в протилежному напрямку, холодніші вгорі, але тепліші внизу.
Результати також показують, що ці шторми набагато вищі, ніж очікувалося, причому деякі з них простягаються на 60 миль (100 кілометрів) нижче вершин хмар, а інші, включаючи Велику червону пляму, простягаються на 200 миль (350 кілометрів). Це несподіване відкриття демонструє, що вихори охоплюють області за межами тих, де конденсується вода і утворюються хмари, нижче глибини, де сонячне світло нагріває атмосферу.
Висота і розмір Великої червоної плями означає, що концентрацію атмосферної маси в бурі потенційно можна було б виявити за допомогою приладів, що вивчають поле тяжіння Юпітера. Два близьких обльоту Юнони над найвідомішою точкою Юпітера дали можливість шукати ознаки гравітації шторму та доповнити результати MWR щодо його глибини.
Оскільки Juno рухалася низько над хмарною палубою Юпітера зі швидкістю близько 130,000 209,000 миль/год (0.01 400 км/год), вчені з Juno змогли виміряти зміни швидкості як невеликі 650 міліметра в секунду за допомогою антени відстеження Deep Space Network NASA з відстані понад 300 мільйонів миль (500). мільйони кілометрів). Це дозволило команді обмежити глибину Великої червоної плями приблизно до XNUMX миль (XNUMX кілометрів) нижче вершин хмар.
«Точність, необхідна для визначення сили тяжіння Великої червоної плями під час прольоту в липні 2019 року, є вражаючою», — сказала Марція Парізі, науковець Juno з Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії та провідний автор статті в Journal Science про гравітаційні прольоти. Велика червона пляма. «Можливість доповнити висновки MWR щодо глибини дає нам велику впевненість, що майбутні експерименти з гравітацією на Юпітері дадуть не менш інтригуючі результати».
Пояси і зони
Окрім циклонів та антициклонів, Юпітер відомий своїми характерними поясами та зонами – білими та червонуватими смугами хмар, які огортають планету. Сильні східно-західні вітри, що рухаються в протилежних напрямках, розділяють смуги. Раніше Юнона виявила, що ці вітри, або реактивні потоки, досягають глибини близько 2,000 миль (приблизно 3,200 кілометрів). Дослідники все ще намагаються розгадати таємницю того, як утворюються реактивні потоки. Дані, зібрані MWR Juno під час кількох проходів, показують одну можливу підказку: газ аміак в атмосфері рухається вгору і вниз у дивовижному вирівнюванні з спостережуваними струменями.
«Досліджуючи аміак, ми виявили циркуляційні клітини як у північній, так і в південній півкулях, які за своєю природою схожі на «клітини Фереля», які контролюють більшу частину нашого клімату тут, на Землі», — сказала Керен Дуер, аспірант Інституту Вейцмана. наук в Ізраїлі та провідний автор статті Journal Science про Ферелоподібні клітини на Юпітері. «У той час як у Землі одна клітина Ферреля на півкулю, у Юпітера вісім – кожна принаймні в 30 разів більша».
Дані MWR від Juno також показують, що пояси та зони зазнають переходу приблизно на 40 миль (65 кілометрів) під водяними хмарами Юпітера. На невеликій глибині пояси Юпітера яскравіші в мікрохвильовому світлі, ніж сусідні зони. Але на більш глибоких рівнях, під водними хмарами, все навпаки – що виявляє схожість з нашими океанами.
«Ми називаємо цей рівень «Йовіклінія» за аналогією з перехідним шаром, який спостерігається в океанах Землі, відомим як термоклин, де морська вода різко переходить від відносно теплої до відносно холодної», — сказав Лі Флетчер, учений з університету, який бере участь у Juno. з Лестера у Сполученому Королівстві та провідний автор статті в Journal of Geophysical Research: Планети, що висвітлюють мікрохвильові спостереження Юнони за помірними поясами і зонами Юпітера.
Полярні циклони
Раніше Юнона виявила полігональне розташування гігантських циклонічних штормів на обох полюсах Юпітера – вісім розташованих у вигляді восьмикутника на півночі і п’ять у вигляді п’ятикутника на півдні. Тепер, п’ять років потому, вчені місії, використовуючи спостереження космічного корабля Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), визначили, що ці атмосферні явища надзвичайно стійкі, залишаючись в тому ж місці.
«Циклони Юпітера впливають на рух один одного, змушуючи їх коливатися навколо положення рівноваги», — сказав Алессандро Мура, співдослідник «Юнони» з Національного інституту астрофізики в Римі та провідний автор нещодавньої роботи в Geophysical Research Letters про коливання та стабільність. в полярних циклонах Юпітера. «Поведінка цих повільних коливань свідчить про те, що вони мають глибоке коріння».
Дані JIRAM також вказують на те, що, як і урагани на Землі, ці циклони хочуть рухатися до полюса, але циклони, розташовані в центрі кожного полюса, відштовхують їх назад. Цей баланс пояснює, де знаходяться циклони та різне число на кожному полюсі.
