Телескопы и космические корабли объединяют усилия, чтобы проникнуть глубоко в атмосферу Юпитера

Космический телескоп НАСА имени Хаббла и наземная обсерватория Близнецов на Гавайях объединились с космическим кораблем Юнона, чтобы исследовать самые сильные штормы в солнечной системе, которые происходят на расстоянии более 500 миллионов миль на гигантской планете Юпитер сообщает сайта nexusrus.com.

Команда исследователей во главе с Майклом Вонгом из Калифорнийского университета в Беркли, включая Эми Саймон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли, объединяют многоволновые наблюдения из Хаббла и Близнецов с близкими взгляды с орбиты Юноны о планете-монстре, получающие новое понимание турбулентной погоды в этом далеком мире.

«Мы хотим знать, как работает атмосфера Юпитера», - сказал Вонг. Именно здесь в игру вступает совместная работа Юноны, Хаббла и Близнецов.

Радио "Световое шоу"

Постоянные штормы Юпитера являются гигантскими по сравнению с земными, с грозами, достигающими 40 миль от основания до вершины - в пять раз выше, чем обычные грозы на Земле, - и мощные молнии вспыхивают в три раза более энергично, чем самые большие «суперболты» Земли.

Как молния на Земле, молнии Юпитера действуют как радиопередатчики, испуская радиоволны, а также видимый свет, когда они вспыхивают по небу.

Каждые 53 дня Юнона мчится по штормовым системам, обнаруживая радиосигналы, известные как «сферики» и «вистлеры», которые затем можно использовать для отображения молнии даже на дневной стороне планеты или из глубоких облаков, где вспышки не видны иначе ,

Совпадая с каждым проходом, Хаббл и Близнецы наблюдают издалека, запечатлевая глобальные виды планеты с высоким разрешением, которые являются ключевыми для интерпретации наблюдений Юноны с близкого расстояния. «Микроволновый радиометр Юноны исследует глубоко в атмосфере планеты, обнаруживая высокочастотные радиоволны, которые могут проникать через толстые слои облаков. Данные от Хаббла и Близнецов могут сказать нам, насколько толстые облака и как глубоко мы видим в облака, "Саймон объяснил.

Благодаря отображению вспышек молнии, обнаруженных Юноной, на оптические изображения, снятые планетой с помощью Хаббла, и тепловые инфракрасные изображения, снятые одновременно Близнецами, исследовательская группа смогла показать, что вспышки молнии связаны с трехсторонней комбинацией облачных структур : глубокие облака из воды, большие конвективные башни, вызванные подъемом влажного воздуха, - в основном, йовскими громовыми головами, - и чистые области, предположительно вызванные падением более сухого воздуха за пределы конвективных башен.

Данные Хаббла показывают высоту густых облаков в конвективных башнях, а также глубину глубоководных облаков. Данные Близнецов ясно показывают прояснения в облаках высокого уровня, где можно заглянуть в глубоководные облака.

Вонг считает, что молния распространена в типе турбулентных областей, известных как складчатые нитевидные области, что предполагает, что в них происходит влажная конвекция. «Эти циклонические вихри могут быть внутренними энергетическими дымовыми трубами, помогая выпустить внутреннюю энергию посредством конвекции», - сказал он. «Это происходит не везде, но что-то в этих циклонах, кажется, облегчает конвекцию».

Способность соотносить молнию с глубоководными облаками также дает исследователям еще один инструмент для оценки количества воды в атмосфере Юпитера, что важно для понимания того, как образовался Юпитер и другие газовые и ледяные гиганты и, следовательно, как формировалась Солнечная система в целом. ,

В то время как многое было получено о Юпитере из предыдущих космических миссий, многие детали, включая то, сколько воды находится в глубокой атмосфере, как именно тепло течет изнутри и что вызывает определенные цвета и узоры в облаках, остаются загадкой. , Совокупный результат дает представление о динамике и трехмерной структуре атмосферы.

Видя красное пятно "Джек-О-Фонарь"

Благодаря тому, что Хаббл и Близнецы чаще наблюдают за Юпитером во время миссии Юнона, ученые также могут изучать кратковременные изменения и кратковременные особенности, подобные тем, что в Большом Красном Пятне.

Изображения с Юноны, а также с предыдущих миссий на Юпитер выявили темные черты в пределах Большого Красного Пятна, которые появляются, исчезают и изменяют форму с течением времени. Из отдельных изображений не было ясно, вызваны ли они каким-то таинственным материалом темного цвета в верхнем облачном слое, или они вместо этого являются дырами в высоких облаках - окнами в более глубокий, темный слой ниже.

Теперь, благодаря возможности сравнивать изображения в видимом свете от Хаббла с тепловыми инфракрасными изображениями из Близнецов, снятыми в течение нескольких часов, можно ответить на этот вопрос. Темные области в видимом свете очень яркие в инфракрасном, что указывает на то, что они фактически являются дырами в облачном слое. В безоблачных регионах тепло изнутри Юпитера, излучаемое в виде инфракрасного света - в противном случае блокируется облаками высокого уровня, - свободно выходит в космос и, следовательно, выглядит ярким на изображениях Близнецов.

«Это что-то вроде фонарика, - сказал Вонг. «Вы видите яркий инфракрасный свет, исходящий из областей без облаков, но там, где есть облака, в инфракрасной области действительно темно».

Хаббл и Близнецы как трекеры погоды Jovian

Регулярные снимки Юпитера, сделанные Хабблом и Близнецами в поддержку миссии Юнона, оказываются полезными для изучения многих других погодных явлений, в том числе изменений в характере ветра, характеристиках атмосферных волн и циркуляции различных газов в атмосфере.

Хаббл и Близнецы могут контролировать планету в целом, предоставляя базовые карты в реальном времени на нескольких длинах волн для справки измерений Джуно так же, как метеорологические спутники, наблюдающие за Землей, обеспечивают контекст для высоколетающих Ураганных охотников NOAA.

«Поскольку сейчас мы регулярно получаем эти изображения в высоком разрешении от нескольких различных обсерваторий и длин волн, мы узнаем намного больше о погоде Юпитера», - объяснил Саймон. «Это наш эквивалент метеорологического спутника. Мы можем наконец начать смотреть на погодные циклы».

Поскольку наблюдения Хаббла и Близнецов очень важны для интерпретации данных Юноны, Вонг и его коллеги Саймон и де Патер делают все обработанные данные легкодоступными для других исследователей с помощью Архива космических телескопов (MAST) Микульского в Научном институте космического телескопа. в Балтиморе, штат Мэриленд.

«Важно то, что нам удалось собрать этот огромный набор данных, который поддерживает миссию Juno. Существует так много приложений набора данных, которые мы можем даже не предвидеть. Итак, мы собираемся дать возможность другим людям заниматься наукой без барьера необходимости самостоятельно выяснять, как обрабатывать данные », - сказал Вонг.

Результаты были опубликованы в апреле 2020 года в серии «Астрофизический журнал».

Космический телескоп Хаббл - это проект международного сотрудничества между НАСА и Европейским космическим агентством. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе проводит научные исследования Хаббла. STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов по исследованию астрономии (AURA) в Вашингтоне, округ Колумбия. AURA управляет обсерваторией Близнецов для международного партнерства Близнецов, включая США, Канаду, Чили, Аргентину, Бразилию и Республику Корея. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, руководит миссией Юнона для Юго-западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас. Юнона является частью программы «Новые рубежи» НАСА, которая осуществляется в Центре космических полетов им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама.

Расскажи друзьям: