Астрономи виявили на полюсах Юпітера загадкові темні вихори овальної форми, видимі лише в ультрафіолетовому світлі, що демонструють безпосередній зв’язок між магнітосферою та нижньою атмосферою планети.
Ці аномалії, невидимі у звичайному світлі, з’являються та зникають на полюсах найбільшої планети Сонячної системи. Вони формуються переважно поблизу південного полюса Юпітера. Дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy науковцями з Каліфорнійського університету в Берклі. Темні овали виникають внаслідок унікальної взаємодії між потужним магнітним полем планети та її атмосферою.
За словами дослідників, південний темний овал зустрічається значно частіше, ніж північний. Південні овали з’являються приблизно на половині всіх проаналізованих зображень. Ці утворення в 4-6 разів частіше формуються на південному полюсі порівняно з північним.
Аналіз багаторічних спостережень
Вчені виявили темні овали, проаналізувавши архівні дані “Хаббла” за майже три десятиліття. Вони дослідили 26 глобальних карт Юпітера, зроблених космічним телескопом між 1994 і 2022 роками. Цей тривалий період спостережень дозволив встановити частоту появи та тривалість існування овалів.
Дослідники припускають, що темні овали утворюються, коли серпанок у верхній атмосфері Юпітера стає надзвичайно густим. Концентрація туману може зростати до 50 разів. Ці утворення є продовженням вихорів, раніше виявлених у верхніх шарах атмосфери планети.
Характерною особливістю овалів є їхнє обертання в антициклонічному напрямку. У південній півкулі вони обертаються проти годинникової стрілки. Цей напрямок протилежний навколишнім хмарним візерункам, видимим у звичайному світлі.
Життєвий цикл темних овалів
Темні овали мають динамічний характер і відносно короткий життєвий цикл. Вони можуть сформуватися всього за 31 день, а зникнути – за 16 днів. Максимальна зафіксована тривалість існування овалу становить 82 дні.
Південний темний овал (SUDO) з’являється переважно в одному й тому ж місці поблизу південного полюса. Він досягає колосальних розмірів, порівнянних з площею Північної Америки. Більшість південних темних овалів розташовується всередині головного полярного овалу Юпітера. “Це показує, що верхня і нижня атмосфери Юпітера пов’язані між собою”, – зазначають дослідники.
Вихрові вітри з верхніх шарів спускаються вниз і здіймають туман. Цей процес робить шторм тимчасово видимим в ультрафіолетовому діапазоні. Науковці порівнюють це явище з торнадо, що падає на запилену поверхню Землі.
Магнітне поле як ключовий фактор
Астрономи давно знали про приголомшливі полярні сяйва на полюсах Юпітера. Вони формуються під впливом потужного магнітного поля планети. Нові спостереження темних овалів демонструють складніші взаємодії, ніж вважалося раніше.
Дослідники вважають, що ці овали утворюються, коли магнітне поле передає енергію в атмосферу. Воно збурює товсті шари туману, які затримують сонячне світло. Така взаємодія спричиняє локальне нагрівання атмосфери в цій місцевості.
Загадкою залишається питання, чому південна півкуля спостерігає темні овали набагато частіше, ніж північна. Науковці припускають, що причина може критися в асиметрії магнітного поля. “Південне полярне сяйво більш концентроване і краще вирівняне з полюсом обертання Юпітера”, – пояснюють автори дослідження.
Значення для планетології
Це відкриття має важливе значення для розуміння атмосферних процесів на газових гігантах. Вивчення темних овалів на Юпітері дозволяє краще зрозуміти механізми взаємодії між магнітним полем та атмосферою планет-гігантів.
Дослідження допомагає планетологам встановити зв’язок між верхніми та нижніми шарами атмосфери. Подібні процеси можуть відбуватися на інших газових гігантах Сонячної системи – Сатурні, Нептуні та Урані.
Більш того, такі механізми потенційно можуть діяти на тисячах екзопланет, що обертаються навколо далеких зірок. Розуміння цих процесів на Юпітері забезпечує важливий контекст для вивчення атмосферних явищ на інших планетах-гігантах.
Космічний телескоп “Хаббл” залишається незамінним інструментом для таких досліджень. Він здатний отримувати детальні зображення в ультрафіолетовому діапазоні, недоступному для наземних телескопів через поглинання випромінювання земною атмосферою.