Астрономы нашли на Юпитере водяное облако

Астрономы обнаружили признаки существования воды на Юпитере, сообщается в статье, опубликованной в The Astronomical Journal. Кроме того, анализ Большого Красного пятна, самого большого урагана в Солнечной системе, показал, что газовая оболочка планеты содержит от двух до девяти раз больше кислорода, чем Солнце.

Считается, что Юпитер мог быть первой планетой, которая родилась в газопылевом диске, окружавшим молодое, только сформировавшееся Солнце. Долгое время астрономы предполагали, что газовый гигант, как и светило, не имеет твердого ядра и состоит преимущественно из водорода и гелия. Однако последние данные, полученные аппаратом «Юнона» указывают на то, что недра Юпитера могут быть устроены сложнее. По всей видимости, планета все-таки обладает твердым ядром, окруженным ледяной коркой. Его масса должна быть в 10 раз больше массы Земли.

Поиски воды играют важную роль в определении внутреннего строения самой большой планеты в Солнечной системе. Данные компьютерного моделирования показывают, что ядро Юпитера состоит из последовательных слоев металлов, каменистых пород, а также льда из метана, воды, аммиака. Наличие или отсутствие молекул воды в его газовой оболочке может помочь определить, насколько достоверны современные теории.

Группа Гордона Бьоракера (Gordon Bjoraker), астрофизика из Центра космических полетов имени Годдарда NASA провела наблюдения Большого Красного пятна на Юпитере. С помощью телескопов обсерватории Кека они получили инфракрасные спектры высокого разрешения, которые позволили заглянуть им на глубину, где давление составляет от 0,5 бар до 5 бар (высота на Юпитере измеряется в барах, так как у планеты нет четко определенной поверхности, от которой можно было бы вести отсчет). Кроме того, астрономы изучили Юпитер с помощью инфракрасного телескопа IRTF.

Планетологи предполагают, что облака Юпитера поделены на три основных слоя: нижний состоит из водяного льда и жидкой воды, средний — из аммиака и серы, и верхний — из аммиака. Группа Бьоракера изучала атмосферу планеты на длинах волн от 4,6 до 5,4 микрометров: это своеобразное окно прозрачности, которое позволяет заглянуть в глубину облачного слоя, так как водород, из которого преимущественно состоит его атмосфера, и метан имеют минимум поглощения в этом диапазоне.

В итоге исследователи обнаружили на высоте около 5 бар линии, соответствующие дейтерированному метану, фосфину и воде. Однако температуры на этой глубине слишком велики, чтобы метан и его изотопологи (молекулы, различающиеся только по изотопному составу атомов) могли конденсироваться и превращаться в облака. В то же время, они приблизительно соответствуют температурам, которые требуются для замерзания воды при давлении в 5 бар (около 257-290 кельвинов).

Моделирование показало, что исследователи «почти наверняка» обнаружили облако, состоящее из жидкой или замерзшей воды. Кроме того, оно исключило возможность того, что группа Бьоракера нашла облака из фосфина. Также исследователи оценили количество монооксида углерода в нижних слоях газовой оболочки Юпитера, которое составило 0,8±0,2 миллиардных долей. Вместе полученные данные указывают на то, что планета может быть богата кислородом — в 2-9 раз богаче Солнца.

Теперь полученные Бьоракером результаты необходимо будет проверить в других частях планеты, чтобы получить глобальную картину распределения воды. Если данные астрофизиков совпадут с данными зонда «Юнона», то ученые смогут использовать подобный метод для исследования остальных планет Солнечной системы.

Благодаря «Юноне» ученым уже удалось совершить немало открытий. С помощью инструментов зонда астрономы смогли изучить полярные сияния, циклоны и штормы на газовом гиганте, измерить глубину Большого красного пятна (гигантского вихра размером с Землю), а также получить множество фотографий самой большой планеты Солнечной системы. Больше об исследованиях «Юноны» вы можете прочитать в нашем материале «Под кожей Юпитера», а также в специальной теме путешествие «Юноны».

Кристина Уласович