Что там на макушке?

Автоматическая межпланетная станция «Юнона» уже больше года находится на орбите Юпитера. Ее цель — исследование атмосферы, внутреннего строения и магнитных полей газового гиганта. Например, благодаря аппарату мы увидели и услышали мощные полярные сияния Юпитера, а астрономы смогли оценить индукцию магнитного поля планеты. Помимо научного оборудования, на «Юноне» установлена камера JunoCam, которая не используется в основной научной части миссии. Снимки, сделанные этой камерой, публикуются в открытом доступе, благодаря чему любой желающий может принять участие в создании своих «портретов» вихрей, ураганов, широтных поясов и облаков газового гиганта. Мы отобрали для читателей N + 1 несколько наиболее понравившихся нам работ.

На фотографии ниже представлен Юпитер и два его спутника — Ио (справа) и Европа (слева). Снимок был сделан «Юноной» во время ее восьмого сближения с планетой. Цвета усилены.

Благодаря JunoCam мы впервые увидели, как выглядят северный и южный полюса Юпитера, недоступные для наблюдений с Земли. Оказалось, эти части планеты имеют более голубой цвет по сравнению с остальными ее областями и в них наблюдаются многочисленные завихрения и штормы. Кроме того, в полярных регионах не наблюдается признаков существования широтных полос, или зон, и затемненных поясов, привычных в экваториальных областях Юпитера.

На фотографии ниже — вид на северный полюс Юпитера. Можно заметить переход от системы широтных поясов и зон к неорганизованным скоплениям вихрей и нитевидных структур. Снимок сделан во время первого сближения «Юноны» с Юпитером в августе 2016 года.

Еще одна отличительная черта газового гиганта — уже упоминавшиеся широтные зоны и пояса, выглядящие как разноцветные ленты, опоясывающие планету. Их происхождение до конца еще не понято, однако считается, что оно связано с переносом тепла восходящими и нисходящими атмосферными потоками и циркуляционными процессами, а разница в цветовой гамме разных зон и поясов определяется прозрачностью облаков и их химическим составом. На границах поясов, из-за разности скоростей атмосферных потоков, возникают неустойчивости и завихрения. Проанализировав собранные «Юноной» данные, ученые выяснили, что полосы в атмосфере Юпитера могут простираться на глубину до трех тысяч километров.

На снимке ниже — яркие облачные пояса с завихрениями, которые занимают значительную часть южного полушария планеты. Снимок сделан во время десятого сближения «Юноны» с Юпитером, с расстояния 13 604 километров от верхней кромки облаков.

Одна из самых узнаваемых черт на «лице» Юпитера — Большое Красное Пятно, гигантский атмосферный антициклон, площадь которого в три раза превышает площадь Земли. Астрономы наблюдают его уже более 350 лет — впервые ураган в атмосфере Юпитера разглядел в телескоп астроном Джованни Кассини в 1665 году. Причина, по которой буря продолжает существовать столь долгое время, связана с физической природой Юпитера. У планеты нет твердой поверхности, которая дала бы силу трения, и поэтому циркулирующие в атмосфере вихри сохраняются в течение очень долгого времени. У астрономов пока нет четкого объяснения столь яркой окраски шторма, но предполагается, что за это могут быть ответственны полирадикалы серы, возникающие при облучении и термическом воздействии на гидросульфиды аммония, входящих в состав облаков, сложные органические молекулы или красный фосфор.

На фотографии ниже представлен ураган Большое Красное Пятно и широтные пояса Юпитера. Снимок получен во время седьмого сближения «Юноны» с планетой. Расстояние до верхней границы облаков газового гиганта при этом составляло 16,5 тысячи километров.

Юпитерианская атмосфера на снимках, сделанных «Юноной», похожа на огромный кипящий котел. В ней можно найти вихри, шторма, бури и облака самых разных форм и размеров, созданные атмосферными течениями. В атмосфере Юпитера больше антициклонов (центров высокого давления), чем циклонов (центров низкого давления), причем первые обычно выглядят яркими, имеют овальную или круглую форму и «живут» гораздо дольше циклонов. Эти вихри существуют в определенных зонах, где существуют благоприятные условия для их образования, и могут «расти» путем слияния с другими штормами.

На фотографии ниже — буря в северном полушарии газового гиганта и тени, отбрасываемые облаками на нижележащие слои. Снимок сделан «Юноной» 24 октября 2017 года, с расстояния 10 108 километров от вершин облаков.

«Юнона» позволила рассмотреть облачные структуры на Юпитере с беспрецедентной детализацией, недоступной наземным обсерваториям. Исследователи надеются, что анализ получаемых изображений поможет лучше изучить процессы, управляющие атмосферой газового гиганта.

На фото ниже — облака Юпитера крупным планом. Различимы детали размером до 6 километров. Снимок сделан в ходе шестого близкого пролета «Юноны» мимо Юпитера.

Сейчас «Юнона» находится на вытянутых орбитах, делая один оборот вокруг Юпитера за 53 дня, и продолжает научную работу. Предполагается, что аппарат сможет проработать до июля 2018 года, а затем будет сведен с орбиты и сгорит в атмосфере газового гиганта. Столь небольшой срок работы объясняется сильной радиационной нагрузкой на электронику станции, работающую в условиях радиационных поясов Юпитера. Однако не исключается возможность продления миссии. В любом случае данные, которые будут получены аппаратом, внесут неоценимый вклад в науку.

Александр Войтюк