RW Space

На протяжении веков ученые работали над пониманием состава Юпитера. Это неудивительно, ведь эта таинственная планета самая большая в нашей Солнечной системе на сегодняшний день, а по химическому составу максимально похожа на Солнце. Понимание Юпитера — это ключ к тому, чтобы узнать больше о том, как сформировалась Солнечная система, и даже о том, как развиваются другие солнечные системы.

При этом ученых долгое время мучил всего лишь один вопрос — а есть ли на этом газовом гиганте вода? Гордон Л. Бьоракер, астрофизик из Центра космических полетов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, опубликовал статью в «Астрономическом журнале» о том, что он и его команда пришли к определенным выводам в этом вопросе.

При взгляде с наземных телескопов на длинах волн, чувствительных к тепловому излучению, просачивающимся из глубин непрерывного шторма Юпитера, Великого Красного Пятна, они обнаружили химические признаки воды над самыми глубокими облаками планеты. По мнению исследователей, давление воды в сочетании с измерениями другого кислородсодержащего газа, — моноксида углерода, означает, что у Юпитера в 2-9 раз больше кислорода, чем у Солнца. Этот вывод поддерживает теоретические и компьютерно-имитационные модели, которые предсказывали наличие большого количества воды (H2O) на Юпитере, то есть кислорода (O), связанного молекулярным водородом (H2).

Ученые были очень взволнованы, так как эксперимент команды мог легко провалиться. Большое красное пятно заполнено плотными облаками, что затрудняет выход электромагнитной энергии и не дает понять химический состав внутренней области.

«Но оказалось, что облака не настолько плотные, чтобы заблокировать нашу способность глубоко видеть», — сказал Бьоракер. «Это был приятный сюрприз. Луны, которые вращаются вокруг Юпитера, в основном состоят из воды в твердом состоянии», — сказал Бьоракер. «Почему бы не планете со столь сильной гравитацией тоже не обладать запасами воды?».

В поисках воды Бьоракер и его команда использовали данные о радиации, собранные с вершины Маунаки на Гавайях в 2017 году. Они полагались на самый чувствительный инфракрасный телескоп на Земле на W.M. Keck Observatory, а также на новый инструмент, который может обнаруживать более широкий диапазон газов на объекте инфракрасного телескопа НАСА.

Идея состояла в том, чтобы проанализировать световую энергию, излучаемую облаками Юпитера, чтобы определить высоты ее облачных слоев. Это поможет ученым определить температуру и другие условия, которые влияют на типы газов, которые могут выжить в этих регионах. Эксперты по планетарной атмосфере ожидают, что на Юпитере есть три облачных слоя: нижний слой из водяного льда и жидкой воды, средний из аммиака и серы и верхний слой из аммиака.

Чтобы подтвердить это с помощью наземных наблюдений, команда Бьоракера посмотрела на длины волн в инфракрасном диапазоне света, где большинство газов не поглощает тепло, что позволяет химическим сигнатурам просачиваться. В частности, они проанализировали картины поглощения в виде метанового газа. Поскольку Юпитер слишком теплый для замораживания метана, его обилие не должно меняться в зависимости от места на планете.

«Если вы видите, что сила линий метана меняется от внутренней к внешней части Великого Красного Пятна, это происходит не потому, что здесь больше метана, нежели в другом месте», — пояснил Бьоракер. «Это происходит потому, что есть более толстые, глубокие облака, которые блокируют излучение в Великом Красном Пятне».

Команда Бьоракера обнаружила доказательства для трех облачных слоев в Великом Красном Пятне, что подтверждает более ранние модели. Расположение водного облака, а также внушительное количество окиси углерода, обнаруженного исследователями на Юпитере, подтверждает, что Юпитер богат кислородом и, таким образом, водой. Техника Бьоракера теперь должна быть проверена на других участках Юпитера для того, чтобы получить полную картину обилия воды на планете, а его данные в данной локации результатами исследования зонда «Юнона».