Астрономы подтвердили уменьшение и покраснение Большого Красного Пятна

Астрономы проанализировали данные наблюдений Юпитера за 140 лет и выяснили, что Большое Красное Пятно — огромный шторм, наблюдающийся в атмосфере планеты уже более 350 лет — действительно уменьшается в размерах и при этом растягивается в высоту и меняет окраску. Статья опубликована в The Astronomical Journal, кратко о результатах работы рассказывается в пресс-релизе на сайте NASA.

Впервые Большое Красное Пятно в атмосфере Юпитера было обнаружено итальянским астрономом Джованни Кассини в 1665 году. Этот антициклон в три раза больше Земли по площади. Считается, что состав его облаков соответствует тропосферным облакам Юпитера. Ранее астрономы нашли возможное объяснение его окраске — полирадикалы серы, возникающие при облучении и термическом воздействии на гидросульфиды аммония, входящих в состав облаков. Есть и другие версии — по ним цвет обусловлен наличием сложных органических молекул или фосфора.

Причина, по которой буря продолжает существовать столь долгое время, связана с физической природой Юпитера. У планеты нет твердой поверхности, которая тормозила бы воздушные течения, в результате  циркулирующие в атмосфере вихри сохраняются в течение очень долгого времени. Сейчас ураган является одной из целей научной программы аппарата «Юнона», который сейчас работает на орбите Юпитера. Благодаря собранным данных ученые смогли увидеть ураган во всей красе с близкого расстояния и узнать, что «корни» Большого Красного Пятна уходят вглубь атмосферы планеты примерно на 300 километров, а основание вихря оказалось заметно теплее его вершины.

Группа во главе с Эми Саймон (Amy Simon) проанализировала данные наземных наблюдений Юпитера с середины XIX века до наших дней и данные, собранные автоматическими межпланетными станциями «Вояджер», «Галилео», «Кассини», «Новые Горизонты», «Юнона» и телескопом «Хаббл». Ученые хотели понять, что происходило с антициклоном за последние 140 лет, как менялся его цвет, местоположение, размеры, форма, скорость ветров во внутренней части вихря и скорость его дрейфа. Работа осложнялась тем, что архивные данные до начала двадцатого века имели вид записей, рисунков или фотографий с низким разрешением и имели нерегулярный характер. Наибольшую ценность представляют данные, накопленные в период с 1979 года по настоящее время.

В итоге оказалось, что вихрь уменьшается в размерах, как в длину, так и в ширину, приобретая при этом более круглую форму и растягиваясь по высоте. Скорость дрейфа урагана на запад по отношению к скорости вращения планеты неуклонно возрастала с 2005 года. С 2014 года Большое Красное Пятно становится темнее при наблюдениях на длинах волн короче 650 нанометров, то есть вихрь стал более оранжевым, при этом его темное ядро уменьшилось в размерах. Это может быть связано с увеличением потока ультрафиолетового излучения на больших высотах, который, взаимодействуя с химическими веществами в облаках, дает более насыщенный цвет.

Скорости ветров внутри вихря увеличивались на его восточном и западном краях и уменьшались на севере и юге, что приводило к уменьшению относительной завихренности и циркуляционных процессов. Числа Россби на большой и малой полуоси вихря в 1979 году различались почти на порядок, а теперь стали сравнимы. Предполагается, что размер и скорость дрейфа пятна тесно коррелируют с его местоположением и, возможно, с изменениями относительной завихренности окружающих его атмосферных потоков. Самые последние (2014-2017 года) изменения структуры и цвета урагана могут быть вызваны изменениями во внутренней динамике ветров, а не связью со скоростью дрейфа. Дальнейший анализ вертикальной структуры вихря, профиля температуры и ветровой динамики даст более четкое понимание процессов, управляющих его эволюцией. 

С удивительным миром юпитерианских атмосферных процессов и загадочными вихрями на полюсах газового гиганта можно познакомиться на страницах нашего специального материала и галереи.

Александр Войтюк