Темные зоны на Большом красном пятне Юпитера: тайна разгадана

Объединение многолетних наблюдений с трех различных телескопов позволило наконец выяснить, что на самом деле представляют из себя темные участки на снимках Большого красного пятна на Юпитере.
Темные зоны на Большом красном пятне Юпитера: тайна разгадана

Плотная атмосфера Юпитера прячет планету от любопытных глаз астрономов и их мощных телескопов. Каковы причины гроз, постоянно идущих на поверхности гиганта? Исчезнет ли когда-нибудь самый большой атмосферный шторм в Солнечной системе, известный как Большое красное пятно? Отличаются ли конвекционные потоки юпитерианского “воздуха” от тех, что существуют на Земле? 

Молнии на Юпитере свидетельствуют о конвекции — вихревом процессе, в котором потоки различной температуры смешиваются в атмосфере. Тепло от планеты поднимается вверх, и в облаках громыхают грозы. Похожи ли они на земные? Чтобы больше узнать о погоде на Юпитере, ученые объединили возможности трех космических аппаратов: телескопа Хаббл, автоматической межпланетной станции Юнона (Juno) и земной обсерватории Gemini. Результаты совместных наблюдений, поразившие исследователей, опубликованы в The Astrophysical Journal.

Детекторы Юноны регистрировали радиоволны, порождаемые юпитерианскими грозами. Так, ученые получали точные координаты мест, в которых вспыхивают молнии. Просматривая снимки Хаббла в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне, а также инфракрасные изображения обсерватории Gemini, астрономы оценивали структуру и температуру облаков в областях, где идут грозы. Выяснилось, что молнии и порождающие их крупные штормы действительно образуются внутри и вокруг мощных потоков тепла, огибающих облака изо льда и жидкости.

Получить четкие изображения далекой планеты с Земли помогла техника “удачный снимок” (lucky imaging). Детекторы Gemini с 9 ракурсов “фотографировали” Юпитер, делая несколько инфракрасных изображений на каждый ракурс. “Паззлы” затем объединили в полноценный снимок. Секрет техники — в короткой экспозиции, которая позволяла “поймать” краткие моменты, когда атмосфера Земли была стабильной и вносила минимальное размытие. В результате, удалось добиться разрешения, которое позволило бы различить 2 фары автомобиля, мчащегося по Майами, фотографируя его из Нью-Йорка. Исследователи отметили, что снимки Gemini по четкости могут соперничать с изображениями со спутников и космических зондов и являются самыми четкими снимками другой планеты, сделанными с Земли.

Данные Gemini сравнили с изображениями Хаббла, на которых в Большом красном пятне Юпитера присутствовали темные участки. Ранее ученые полагали, что в этих местах находятся массы неизвестного вещества. На снимках Gemini темные пятна оказались ярко подсвечены. На “инфракрасном языке” светящиеся области означают теплые зоны. Теплу, иначе как с поверхности Юпитера, взяться неоткуда. Поэтому ученые сделали однозначный вывод: темные участки в крупнейшем шторме в Солнечной системе — это всего лишь “проплешины” в плотной атмосфере планеты-гиганта. 

Изображения Большого Красного Пятна Юпитера
Изображения Большого Красного Пятна Юпитера
Верхний и нижний левые снимки - изображения Хаббла в оптическом спектре: показывают темные объекты в пределах Большого Красного Пятна. Вверху справа - тепловое инфракрасное изображение Gemini: показывает просветы в облаках. Нижний снимок посередине - ультрафиолетовое изображение от Хаббла. Нижняя правая картинка - композиция данных Хаббла и Gemini: показывает, что загадочные области являются пробелами в облаках.

Хаббл не видел пробелов в плотных облаках из-за легкой дымки, которая поглощала свет в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. Инфракрасные лучи с большей длиной волны огибали дымку и попадали прямиком на детекторы Gemini. Так, многолетняя загадка Большого красного пятна была решена.