Поразительное зрелище: ученые выяснили природу загадочных полярных бурь на Юпитере

Самая большая и самая старая планета Солнечной системы – это Юпитер. Ось наклона планеты имеет крайне малое значение. Поэтому ее полюсы не видны с Земли. Но за последние два года с помощью космического аппарата НАСА «Юнона» ученые впервые получили возможность хорошо рассмотреть верхнюю и нижнюю границы гигантской планеты. В результате они сделали важное открытие. То, что они обнаружили, поразило. Ученых удивило причудливое геометрическое расположение штормов, каждый из которых выстроился вокруг одного циклона над северным и южным полюсами. Это сильно отличается от любого штормового образования, наблюдаемого во Вселенной.

При помощи космического корабля Juno ученые смогли тщательно изучить бури на Юпитере

В 2011 году ученые запустили космический корабль Juno, который должен был помочь специалистам изучить, что находится за плотными облаками Юпитера. 4 июля 2016 года аппарат достиг орбиты планеты. С тех пор он вращается вокруг нее, фотографирует и измеряет профиль планеты в инфракрасном, микроволновом, ультрафиолетовом, гравитационном и магнетическом диапазонах, а также отвечает на вопросы ученых о Юпитере, которые интересуют их на протяжении десятилетий.

Что лежит на загадочных полюсах Юпитера

Когда ученые получили первые изображения гиганта, они были ошеломлены. На северном полюсе восемь штормов окружили один шторм в центре. На южном полюсе все было так же, только с пятью штормами. Цифры оставались постоянными. Штормы не дрейфовали и не сливались, как это происходит на Земле.

«Это необычайно стабильные структуры хаотических элементов», - сказал Морган О'Нил, научный сотрудник Чикагского университета и соавтор научной работы о Юпитере. «Мы никогда не видели ничего подобного»- заявил он на конференции. Далее он показал фотоизображение, на котором пять массивных штормов образуют пятиугольник вокруг шторма в центре южного полюса Юпитера. В 1990-х годах ученые наблюдали похожее явление. Тогда они использовали электроны для моделирования турбулентной двумерной жидкости без трения. Вместо слияния, которое имеет тенденцию происходить в таких двумерных потоках, небольшие вихри слипались и образовывали массивы на одинаковом расстоянии друг от друга или вихревые кристаллы вокруг центра.

Как говорит О'Нил, пока не совсем ясно, лежит ли одна и та же физика в основе обоих этих явлений, но это заманчиво. В ходе дальнейших исследований они смогут понять силы, действующие во время бурь на Юпитере. Более глубокое понимание физики потоков и динамики штормов полезно знать при изучении каждой планеты.

Интересные факты

Что поражает в полярных бурях Юпитера, так это то, что на каждом полюсе есть несколько циклонов.

Поэтому вместо одного полярного вихря (как на Земле) Юпитер имеет восемь гигантских вихрей, движущихся одновременно на его северном полюсе, и целых пять - на южном полюсе. Ниже скрываются еще более удивительные вещи. Исследователи давно интересовались скрытым за мощными облаками внутренним пространством гигантской планеты. Как далеко спускаются бури размером с континент на Юпитере? Что представляет собой экзотический материал вокруг ядра планеты? Глубоко внутри Юпитера высокие температуры и разрушительное давление превращают обильные запасы газообразного молекулярного водорода Юпитера в экзотическую форму вещества, известную как жидкий металлический водород.

Можно думать об этом, как о смеси атомных ядер в море свободно движущихся электронов. Мощное магнитное поле Юпитера почти наверняка возникает из-за динамического действия внутри планеты - процесса, посредством которого движение этой электропроводящей жидкости преобразуется в магнитную энергию. Его точное местонахождение - загадка, над решением которой ученые все еще работают.

Магнитное поле планеты становится слабее по мере удаления от ее ядра

Магнитное поле Юпитера примерно в 10 000 раз сильнее, чем земное. Однако при измерении на верхушках облаков магнитное поле Юпитера всего в 20 раз больше, чем то, что мы измеряем на поверхности Земли. Это связано с тем, что Юпитер намного больше Земли. Астрономы давно знали, что у планеты-гиганта самое интенсивное магнитное поле в Солнечной системе. О'Нил говорит: «Магнитометры Juno показывают, что магнитное поле Юпитера даже сильнее, чем мы думали. Теперь мы хотим более тщательно изучать космос».