Как быстро вращается Земля? Всем известно, что один оборот она делает примерно за 24 часа. Но когда речь идет о газовых гигантах, поверхность которых представляет собой мутное марево, вопрос становится далеко не таким простым.

Нептун: снимок зонда Voyager 2
Краски на этой картинке сделаны ярче, чтобы выделить видимые особенности атмосферы Нептуна. Самая заметная из них — Большое темное пятно (слева)

Скорость вращения планеты вокруг своей оси — одна из фундаментальных ее характеристик. Однако чтобы выяснить эту скорость, нам надо видеть на поверхности планеты какие-нибудь детали и следить за их перемещением. Для Нептуна с его зыбкой и плотной атмосферой, где скорость ветра может превышать звуковую, это крайне непросто.

Вращение газовых планет вообще тема сложная. Если Землю, Меркурий или Марс можно условно представить, как крутящийся шарик, то в случае Юпитера, Сатурна, Урана или Нептуна процесс скорее напоминает вращение густого желатинового шарика, разные слои которого смещаются друг относительно друга, и вся форма подвержена деформациям. И все это скрыто густым, непроницаемым слоем газа.

Знаменитый астроном Эрик Каркошка (Erich Karkoschka), которому, кстати, принадлежит честь открытия одного из спутников Урана, говорит: «Если посмотреть на Землю из космоса, можно увидеть горы и другие особенности рельефа, которые обращаются с постоянным периодом. Если же видеть только облака, такого не будет, поскольку ветры — вещь непостоянная, и постоянно меняются. Если посмотреть на газовые гиганты, поверхности вы вообще не увидите, только толстый слой облачности».

С Юпитером все оказалось достаточно просто — благодаря его знаменитому Большому красному пятну, колоссальному и устойчивому урагану, который впервые был обнаружен еще 350 лет назад и движение которого довольно просто отследить. Некоторые видимые особенности имеет и Нептун, но их много, и все они не столь велики и постоянны: одни движутся быстрее, другие медленнее, одни ускоряются, другие распадаются.

По счастью, около 60-ти лет назад обнаружилось, что Юпитер испускает периодические радиосигналы — так проявляет себя вращение его жидкого металлического ядра. Это еще более облегчило установление продолжительности суток на планете. К сожалению, зафиксировать аналогичные сигналы от не столь крупных планет с Земли практически нереально. Для этого требуется отправлять к ним космические зонды. Эрик Каркошка говорит: «Когда аппараты Voyager 1 и 2 пролетали в окрестностях Сатурна, они обнаружили радиосигнал, повторяющийся с периодом ровно 10,66 часов. Такие же сигналы впоследствии были получены для Урана и Нептуна. Считается, что, исходя из этих данных, мы знаем и скорости вращения этих планет».

Однако всего 15 лет спустя, когда к Сатурну прибыл зонд Cassini, он повторил замеры частоты радиосигнала — и пришел к выводу, что она изменилась более, чем на 1%. Такие быстрые изменения скорости вращения для столь крупной планеты крайне маловероятны. Все еще более усложнилось, когда данные зонда Cassini заставили ученых прийти к выводу, что северное и южное полушария Сатурна вращаются… с разной скоростью.

«Тогда-то мы и стали подозревать, что радиоимпульсы, испускаемые магнитным полем планеты, не отсчитывают вращение ее поверхности с точностью часов, — говорит Каркошка, — Внутренности планеты вращаются, увлекая за собой магнитное поле, но под влиянием солнечного ветра и иных воздействий оно не пульсирует с постоянной частотой».

Тогда ученый и взялся за почти титанический труд. Он стал соотносить данные зондов Voyager со снимками поверхности Нептуна, сделанными телескопом Hubble. Внимательно проанализировав сотни и сотни фотографий, сделанных на протяжении 20-ти лет работы аппарата, он выделил восемь видимых атмосферных особенностей планеты. Рассчитав скорость их движения, он пришел к выводу, что вокруг своей оси Нептун обращается за 15,9663 часов — то есть, 15 часов, 57 минут и 59 секунд.

«Я заключаю, что вращение Нептуна происходит быстрее, чем это полагалось на основе данных Voyager, — говорит ученый, — полагаю, что точность моих данных тысячекратно превосходит результаты Voyager». Интересно, что две детали поверхности Нептуна, выявленные Каркошкой, вращались с прямо-таки поразительным постоянством, разница составляла менее секунды. Астроном полагает, что эти формации, расположенные в районе южного полюса планеты, каким-то образом связаны с его поверхностью, что стабилизирует скорость их движения.

По пресс-релизу University of Arizona