Космическая обсерватория Herschel Европейского космического агентства (ESA) решила головоломку происхождения воды в верхних слоях атмосферы Юпитера, доказав, что вода попала на Юпитер в результате столкновения с ним кометы Шумейкеров-Леви 9 в июле 1994 года.

Карта распределения воды в стратосфере Юпитера
След от падения кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер в 1994 году

Во время растянувшегося тогда на целую неделю столкновения все фрагменты кометы (в количестве 21 шт.) врезались в южную полусферу Юпитера, оставив в его атмосфере наблюдавшиеся несколько недель темные следы.

Это знаменательное событие стало для астрономов первой возможностью осуществить прямые наблюдения столкновения внеземных объектов в Солнечной системе. Наблюдения проводились астрономами-любителями и профессионалами с помощью наземных телескопов и космического телескопа Hubble.

В 1995 году была запущена инфракрасная космическая обсерватория ESA, которая обнаружила воду в верхних слоях атмосферы Юпитера. Возможность того, что комета Шумейкеров-Леви 9 была источником этой воды, широко обсуждалась астрономами, но прямых доказательств этой гипотезы у них не было.

Ученые исключили возможность проникновения воды в стратосферу из глубоких внутренних слоев атмосферы, так как водяные пары не смогли бы пройти сквозь «холодную ловушку», отделяющую стратосферу от находящегося под ней слоя тропосферных облаков. Следовательно, вода в стратосферу Юпитера могла попасть только извне. Но, чтобы окончательно определить ее источник, пришлось ждать более 15 лет, пока наблюдения Herschel в инфракрасном диапазоне не позволили составить карту горизонтального и вертикального распределения воды в атмосфере.

Оказалось, что в южной полусфере Юпитера воды в 2−3 раза больше, чем в северной, а максимальная концентрация — вокруг мест столкновений с кометой в 1994 году. Кроме того, вся вода сосредоточена на больших высотах. Астрономы пришли к выводу, что не менее 95% воды в стратосфере Юпитера связано с падением кометы.

Альтернативным источником воды мог бы быть устойчивый дождь мелких частиц межпланетной пыли, падающей на Юпитер. Но в таком случае вода должна была равномерно распределиться по всей планете и проникнуть на бóльшую глубину.

Кроме того, вода могла бы попадать на планету, испаряясь с одного из покрытых льдом спутников, подобно тому, как это происходит со спутником Сатурна Энцеладом. Но ни один из крупных спутников Юпитера не расположен так, чтобы вода с него могла попасть именно туда, где она обнаружена.

По сообщению ESA