Десятилетия данных показывают странные колебания температуры, пульсирующие в облаках Юпитера

Внимательное изучение данных за 40 лет выявило, что с Юпитером происходит что-то странное.

Согласно большому количеству информации, собранной как наземными, так и космическими телескопами, температура в верхней тропосфере Юпитера наблюдаются регулярные колебания, которые, по-видимому, не связаны с какими-либо сезонными колебаниями. Это удивительное и интригующее открытие может помочь ученым наконец понять странную погоду газового гиганта.

«Теперь мы решили одну часть головоломки, а именно то, что атмосфера показывает эти естественные циклов, — говорит планетолог Ли Флетчер из Университета Лестера в Великобритании.

«Чтобы понять, что движет этими моделями и почему они возникают в этих конкретных временных масштабах, нам нужно исследовать как выше, так и ниже облачного слои.»

Никого не должно удивлять, что Юпитер, самая большая планета Солнечной системы, очень отличается от нашего прекрасного обитаемого мира. Его гонят дикие ветры, он покрыт толстыми слоями облаков и испещрен бурными штормами, которые могут достигать размеров, превышающих размеры Земли. Его экстремальные погодные условия настолько чужды, что ученые изо всех сил пытались его понять.

Мы знаем, что он окружен чередующимися полосами светлых и темных облаков, известными как зоны и пояса, которые вращаются вокруг планеты в противоположных направлениях. Из инфракрасных изображений мы также знаем, что более темные пояса теплее, по крайней мере частично, потому что облака тоньше, что позволяет большему количеству тепла выходить из недр планеты.

Другая интересная особенность Юпитера заключается в том, что он не не имеют большого наклона. Ось, вокруг которой вращается планета, отклоняется всего на 3 градуса от плоскости ее орбиты вокруг Солнца. Здесь, на Земле и на других планетах, таких как Марс и Сатурн, сильный осевой наклон (23,4 градуса для Земли) направляет полюса к Солнцу или от него, вызывая отчетливые сезонные колебания температуры.

Ученые никак не ожидали появления Юпитера. чтобы испытать значительные циклы изменения температуры, но до сих пор долгосрочные наборы данных о тепловом профиле планеты не были доступны, чтобы проверить, так ли это. До сих пор.

Данные с приборов на борту космических аппаратов «Вояджер» и «Кассини», а также с Очень большого телескопа, телескопа Субару и Инфракрасного телескопа НАСА предоставила группа под руководством планетолога Гленна Ортона из отдела реактивного движения НАСА. Лабораторные термические данные за десятилетия, с которыми можно работать.

К своему удивлению, они обнаружили колебания температуры с периодичностью 4, 7–9 и 10–14  лет в разных широтных диапазонах. Они обнаружили, что они не связаны с сезонными колебаниями температуры.

Однако существует некоторая внутренняя согласованность: по мере повышения температуры на определенных широтах в северном полушарии она снижается на соответствующих широтах в южном полушарии, в частности 16, 22 и 30 градусов. Как будто Юпитер — это зеркало самого себя, разделенное экватором, поддерживающее тепловой баланс.

«Это было самым удивительным из всего, — говорит Ортон.

«Мы нашли связь между тем, как температура варьировалась в очень отдаленных широтах. Это похоже на явление, которое мы наблюдаем на Земле, когда погодные и климатические условия в одном регионе могут оказывать заметное влияние на погоду в другом месте, при этом модели изменчивости кажутся «телесвязанными» на огромных расстояниях. через атмосферу».

Неясно, что вызывает или связывает эти температурные колебания, но ключ к разгадке можно найти выше в атмосфере Юпитера, в прозрачном стратосферном слое, который находится над облачной тропосферой. На экваторе Юпитера колебания температуры в тропосфере соответствуют противоположным изменениям в стратосфере. Это говорит о том, что все, что происходит на больших высотах, влияет на то, что происходит внизу, или наоборот.

И что бы это ни было, это исследование — очень важная часть головоломки, которая однажды может помочь ученые смогут точно понимать и предсказывать погоду на Юпитере.

«Измерение этих изменений температуры и периодов во времени — это шаг к тому, чтобы в конечном итоге получить полный прогноз погоды на Юпитере, если мы сможем связать причину и следствие в атмосферу», — говорит Флетчер. «И еще более важный вопрос заключается в том, сможем ли мы когда-нибудь распространить это на другие планеты-гиганты, чтобы увидеть, проявятся ли подобные закономерности».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. .