В атмосфере Юпитера обнаружена волна тепла размером с планету

Обнаружена волна тепла размером с 10 Землей, пронизывающая атмосферу Юпитера.

Это была 130 000 километров (около 81 000 миль) в поперечнике и 700 градусов Цельсия (1 292 градуса по Фаренгейту). скорость до 2400 метров в секунду вдали от северного полюса Юпитера.

И это, по словам ученых, может разрешить одну из самых сложных загадок о самой большой планете нашей Солнечной системы — почему она намного горячее, чем предсказывают модели. .

Именно постоянные полярные сияния, которые мерцают на полюсах Юпитера, могут обеспечивать дополнительную энергию для нагрева газового гиганта до температур, намного превышающих ожидаемые нами, и, вероятно, вместе с плотным солнечным ветром ответственны за бушующая волна тепла.

«В прошлом году мы подготовили… первые карты верхних слоев атмосферы Юпитера, на которых можно определить доминирующие источники тепла», – говорит астроном Джеймс О’Донохью из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) в Японии.

«Благодаря этим картам мы продемонстрировали, что Цзюй полярные сияния Питера были возможным механизмом, который мог бы объяснить эти температуры».

Первое подозрение, что в атмосфере Юпитера происходит что-то странное, появилось в 1970-х годах, около 50 лет назад.

Юпитер намного дальше от Солнца, чем Земля; на самом деле примерно в пять раз больше расстояния. На таком расстоянии он получает всего четыре процента солнечного излучения, достигающего Земли.

Его верхняя атмосфера должна иметь среднюю температуру около -73 градусов по Цельсию (-99 градусов по Фаренгейту). Вместо этого она составляет около 420 градусов по Цельсию, что сравнимо с верхними слоями атмосферы Земли и намного выше, чем можно объяснить только солнечным нагревом.

Это означает, что на Юпитере должно происходить что-то еще, и первые тепловые карты, полученные О’Донохью и его коллегами и опубликованные в прошлом году, указывали на решение.

Юпитер увенчан самыми мощными полярными сияниями в Солнечной системе, сияющими на длинах волн, невидимых для человека глаз. Мы также знаем, что полярные сияния здесь, на Земле, вызывают значительный нагрев нашей собственной атмосферы.

Сияния Юпитера формируются во многом так же, как и земные: взаимодействие между заряженными частицами, магнитными полями и молекулами в атмосфере планеты. И они тоже очень чужие. Земные полярные сияния рождаются из порывов частиц, приносимых мощным солнечным ветром. Они возникают спорадически и зависят от этого нерегулярного поступления.

Полярные сияния Юпитера постоянны и генерируются частицами его спутника Ио, самого вулканического объекта в Солнечной системе, который постоянно извергает диоксид серы. Это формирует тор плазмы вокруг Юпитера, который направляется к его полюсам через силовые линии магнитного поля, откуда попадает в атмосферу.

И вуаля – северное сияние. Предыдущие тепловые карты Юпитера выявили горячие точки непосредственно под овалом полярного сияния, что предполагает связь между ними.

Но дальше все стало интереснее. Вклад Ио не означает, что нет вклада полярных сияний от Солнца, и это то, что наблюдали О’Донохью и его коллеги.

Когда они собирали наблюдения Юпитера и его странных температур, плотный солнечный ветер врезался в газового гиганта. В результате команда наблюдала усиление аврорального нагрева.

Поскольку горячий газ расширяется, это, вероятно, является причиной того, что волна тепла выплескивается из аврорального овала и катится к экватору со скоростью до тысячи километров в час.

Таким образом, по мере своего распространения это доставляло бы значительное количество дополнительного тепла в атмосферу Юпитера.

«В то время как полярные сияния непрерывно доставляют тепло На остальной части планеты эти «события» тепловых волн представляют собой дополнительный значительный источник энергии», — объясняет О’Донохью.

«Эти результаты дополняют наши знания о погоде и климате верхних слоев атмосферы Юпитера и являются большая помощь в попытке решить проблему «энергетического кризиса», которая мешает исследованиям планет-гигантов».

Юпитер — не единственная планета в Солнечной системе, которая горячее, чем должна быть. Сатурн, Нептун и Уран на сотни градусов горячее, чем можно объяснить солнечным нагревом.

Хотя ни на одном из других полярных сияний нет такого масштаба, как на Юпитере, это открытие представляет собой путь для исследований, которые могут пойти дальше. путь к решению головоломки.

Команда представила свои выводы на научном конгрессе Europlanet 2022.