Таємничі структури над Великою Червоною Плямою Юпітера: нове відкриття

Юпітер, п’ята планета від Сонця, завжди вражав своєю величчю та унікальними рисами. Його атмосфера, пронизана яскравими смугами та вихорами, робить його однією з найяскравіших перлин Сонячної системи. Найвідомішою особливістю Юпітера є Велика Червона Пляма — гігантський шторм, який вирує століттями і настільки великий, що міг би вмістити кілька Земель. Проте нещодавні дослідження, проведені за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), дозволяють по-новому поглянути на цю планету, відкриваючи несподівані деталі її верхньої атмосфери, зокрема над цією знаменитою бурею.

Команда вчених під керівництвом Генріка Меліна з Університету Лестера у Великобританії використала можливості телескопа Вебба, щоб дослідити область над Великою Червоною Плямою. Раніше вважалося, що ця частина атмосфери є відносно одноманітною і нецікавою. Однак нові дані виявили складні структури, які змінюють уявлення про іоносферну активність газового гіганта. За допомогою приладу ближнього інфрачервоного спектрографа (NIRSpec) дослідники зафіксували темні дуги та яскраві точки, розподілені в цій зоні унікальним чином.

«Ми вважали, що ця область, можливо, наївно, буде досить нудною, — ділиться Генрік Мелін. — Але насправді вона виявилася не менш захопливою, ніж полярні сяйва Юпітера, якщо не більше. Юпітер ніколи не перестає дивувати». Ці спостереження стали можливими завдяки інфрачервоним можливостям телескопа Вебба, які дозволили зазирнути в шари атмосфери, що раніше залишалися поза увагою через слабке сонячне освітлення. Юпітер отримує лише 4% сонячного світла, яке досягає Землі, тому виявлення такої активності стало справжньою несподіванкою.

Одним із ключових факторів, що формують ці структури, є гравітаційні хвилі. «Ці хвилі можна порівняти з хвилями, що набігають на берег і залишають брижі на піску, — пояснює Мелін. — Вони зароджуються в турбулентних нижніх шарах атмосфери навколо Великої Червоної Плями і піднімаються вгору, впливаючи на структуру та викиди верхньої атмосфери». Ці хвилі змінюють іоносферу Юпітера, створюючи видимі патерни, які вчені тепер прагнуть дослідити детальніше.

Цікаво, що подібні явища спостерігаються і на Землі, хоча в набагато слабшій формі через менш потужне магнітне поле. «Хоча Юпітер здається дуже відмінним від Землі, ми можемо багато дізнатися про нашу планету, вивчаючи його, — зазначає Том Сталлард, професор планетарної астрономії з Університету Нортумбрії, який брав участь у дослідженні. — Процеси, що відбуваються на Юпітері, схожі на земні, але його магнітне поле значно сильніше, що робить ці явища більш виразними».

Нові зображення, отримані телескопом Вебба, підкреслюють деталі, які раніше залишалися непоміченими через обмеження наземних телескопів чи попередніх космічних місій, таких як Juno від NASA. «Раніше ми вважали, що єдиною цікавою областю в іоносфері Юпітера є зона полярних сяйв, але ці зображення показують, що це не так, — додає Сталлард. — Навіть місія Juno не мала достатньої чутливості, щоб виявити такі тонкі деталі».

Ці відкриття мають значення не лише для Юпітера, а й для ширшого розуміння планетарних атмосфер. Юпітер, з його потужним магнітним полем, слугує природною лабораторією для вивчення іоносферних процесів, які на Землі проявляються менш помітно. Дослідження цих явищ може допомогти вченим удосконалити моделі атмосферної динаміки як для газових гігантів, так і для нашої планети.

Крім того, ці спостереження прокладають шлях для майбутньої місії Європейського космічного агентства (ESA) — Jupiter Icy Moons Explorer (Juice), яка стартувала 14 квітня 2023 року. Мета Juice — дослідити Юпітер та його крижані супутники: Ганімед, Каллісто та Європу. Очікується, що прилади місії детально вивчать магнітне поле та атмосферу планети, зокрема структури, виявлені телескопом Вебба. Ці дані допоможуть уточнити моделі атмосферної циркуляції та викидів у верхніх шарах Юпітера, а також оцінити, як ці процеси впливають на супутники планети.

Дослідники також планують продовжити спостереження за хвилями над Великою Червоною Плямою, щоб зрозуміти, як вони переміщуються та впливають на енергетичний баланс атмосфери. «У майбутньому було б цікаво простежити, як ці патерни змінюються і як ці хвилі рухаються через верхню атмосферу Юпітера», — зазначає Сталлард. Такі дослідження можуть пролити світло на механізми, що керують погодними явищами на газових гігантах, а також допомогти порівняти Юпітер з іншими планетами за межами Сонячної системи.

Завдяки телескопу Вебба вчені отримали новий погляд на Юпітер, який підтверджує, що навіть добре вивчені об’єкти можуть приховувати сюрпризи. Кожне нове зображення розкриває історії, які розгортаються над вихорами Великої Червоної Плями, а подальші дослідження обіцяють ще глибше розуміння природи газових гігантів. Ці відкриття не лише збагачують наші знання про Юпітер, але й нагадують, наскільки складними та взаємопов’язаними є процеси в космосі, які можуть мати значення навіть для нашої власної планети. Результати цього дослідження були опубліковані в журналі Nature Astronomy, відкриваючи нові горизонти для планетарної науки.