Ученые из США и Великобритании разгадали загадку темных пятен, возникающих в атмосфере Юпитера у его полюсов. Эти необычные структуры формируются в приполярных областях планеты под воздействием «магнитных торнадо», которые насыщают атмосферу частицами аэрозолей. Исследование проводилось при участии Университета Калифорнии в Беркли, сообщает пресс-служба учреждения.
«Концентрация аэрозолей в темных овалах оказалась до 50 раз выше нормы. Это говорит о том, что они возникают у полюсов в результате вращения торнадо, а не в результате химических реакций, которые провоцируются проникновением частиц высокой энергии в верхние слои атмосферы. Мы обнаружили, что эти частицы попадают в атмосферу Юпитера совсем не в то время и не в тех точках, где возникают темные пятна», — рассказал профессор Чжан Си из Университета Калифорнии в Санта-Крузе. По его словам, частицы, ответственные за появление пятен, попадают в атмосферу не там и не тогда, где образуются эти структуры.
Темные пятна, также известные как темные овалы, были впервые замечены на снимках южного полюса Юпитера, сделанных телескопом Hubble в конце 1990-х годов. Позже аналогичные явления обнаружили на северном полюсе планеты благодаря изображениям, полученным аппаратом Cassini на пути к Сатурну. Эти пятна представляют собой участки с высокой концентрацией аэрозольных частиц, состоящих из углеводородов.
Как изучались темные пятна Юпитера
Исследование проводилось в рамках программы OPAL, направленной на долгосрочные наблюдения за планетами-гигантами с помощью телескопа Hubble. В период с 1994 по 2022 годы ученые создали более 20 глобальных карт Юпитера, что позволило отследить изменения его атмосферы, включая динамику темных пятен.
Анализ данных показал, что темные овалы на южном полюсе Юпитера возникают в 4–6 раз чаще, чем на северном. Ученые подтвердили, что эти структуры состоят из плотных скоплений аэрозолей жидких углеводородов. Однако их появление не связано с зонами проникновения высокоэнергетических частиц, что опровергает популярную теорию о такой природе пятен.
Что вызывает «магнитные торнадо»?
Последующие наблюдения с помощью Hubble и наземных телескопов показали, что ключевую роль в формировании темных пятен играет взаимодействие приполярных линий магнитного поля Юпитера с атмосферой планеты и плазменными выбросами с луны Ио. Эти взаимодействия создают «магнитные торнадо», которые перемешивают атмосферу и способствуют образованию углеводородных аэрозолей внутри пятен.
Наблюдения также объяснили аномалии в концентрации бензола и других веществ, обнаруженные ранее в верхних слоях атмосферы Юпитера. Подобные данные помогают ученым лучше понять сложные процессы, происходящие в атмосфере крупнейшей планеты Солнечной системы.
Новые открытия расширяют наше понимание взаимодействий магнитных полей и атмосферных явлений на планетах-гигантах, что может быть полезно для исследования других объектов, таких как Сатурн и его спутники.
