Новые данные о Юпитере: воды гораздо больше, чем ожидалось

Миссия NASA «Юнона» представила свои первые научные результаты о количестве воды в атмосфере Юпитера. Данные, опубликованные недавно в журнале Nature Astronomy, показывают, что на экваторе вода составляет около 0,25% молекул в атмосфере Юпитера — почти в три раза больше, чем у Солнца.

Точная оценка общего количества воды в атмосфере Юпитера была в списках пожеланий ученых-планетологов на протяжении десятилетий: фигура в газовом гиганте представляет собой критически важный недостающий фрагмент головоломки формирования нашей Солнечной системы. Юпитер был, вероятно, первой планетой, которая сформировалась, и она содержит большую часть газа и пыли, которые не были включены в Солнце.

Ведущие теории о его образовании опираются на количество воды, которое впитала планета. Обилие воды также имеет важное значение для метеорологии газового гиганта (так как ветровые потоки обтекают Юпитер) и внутренней структуры. В то время как молния — явление, обычно вызываемое влагой — обнаруженная на Юпитере «Вояджером» и другими космическими кораблями, подразумевала присутствие воды, точная оценка количества воды глубоко в атмосфере Юпитера оставалась недостижимой.

Перед тем, как зонд «Галилео» прекратил передавать данные в 1995 года, он передал спектрометрические измерения количества воды в атмосфере газового гиганта на глубину около 120 километров, где атмосферное давление достигло примерно 22 бара. Ученые, работающие над данными, были встревожены, обнаружив, что воды в десять раз меньше, чем ожидалось.

Еще более удивительно: количество воды, измеренное зондом «Галилео», по-видимому, все еще увеличивается на самой большой измеренной глубине, намного ниже того уровня, где теории предполагают, что атмосфера должна быть хорошо перемешана. В хорошо перемешанной атмосфере содержание воды в регионе постоянно и, скорее всего, будет представлять собой среднее глобальное значение. Другими словами, это будет более точный показатель наличия воды на планете. В сочетании с инфракрасной картой, полученной в то же время наземным телескопом, результаты показали, что миссия зонда могла быть просто неудачной, попав в необычно сухое и теплое метеорологическое пятно на Юпитере.

«Как раз когда мы думаем, что что-то выяснили, Юпитер напоминает нам, как много нам еще предстоит узнать», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь миссии «Юнона» в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио. «Удивительное открытие Юноны заключается в том, что атмосфера не была хорошо перемешана даже под облачными вершинами, что является загадкой, которую мы все еще пытаемся разгадать. Никто бы не догадался, что вода может быть настолько изменчивой на этой планете».

Космический корабль на солнечной энергии «Юнона» запустили в 2011 году. Благодаря опыту с зондом Галилео, миссия стремится получить показания об изобилии воды в обширных регионах огромной планеты. Новый вид прибора для исследования планет в глубоком космосе, микроволновый радиометр Juno (MWR) наблюдает за Юпитером сверху, используя шесть антенн, которые одновременно измеряют температуру воздуха на разных глубинах. Микроволновый радиометр использует тот факт, что вода поглощает определенные длины волн микроволнового излучения. Измеренные температуры используются для ограничения количества воды и аммиака в глубокой атмосфере, поскольку обе молекулы поглощают микроволновое излучение.

Научная команда миссии «Юнона» использовала данные, собранные во время первых восьми научных исследований Юпитера, чтобы получить новые результаты. Первоначально они концентрировались в экваториальной области, потому что атмосфера там выглядит более хорошо перемешанной даже на глубине, в отличие от других регионов. Со своей орбиты радиометр смог собрать данные с гораздо большей глубины в атмосферы Юпитера, чем зонд Галилео — 150 километров, где давление достигает 33 бар.

В итоге ученые выяснили, что воды на экваторе Юпитера гораздо больше, чем считалось согласно данным зонда «Галилео». Теперь основной задачей является сравнение полученных результатов с анализом наличия воды в других регионах планеты.