Астрономы определили источник аномального нагрева верхних слоев атмосферы Юпитера
Астрономы при помощи наземных и космических телескопов смогли определить, что за аномальный нагрев верхних слоев атмосферы Юпитера отвечают ветра, которые переносят тепло от регионов, где бушуют полярные сияния, к экватору гиганта. Статья опубликована в журнале Nature.
Наблюдения за Юпитером показывают, что верхние слои атмосферы газового гиганта значительно горячее, чем предсказывалось на основе его нагрева солнечным светом. В качестве возможного источника тепла могут выступать процессы, которые связывают магнитосферу планеты с атмосферой и порождают мощные полярные сияния, кроме того предлагались идеи нагрева внешних слоев Юпитера за счет внутренних гравитационных или акустических волн, идущих из нижних слоев атмосферы. Однако на сегодняшний день данных наблюдений не хватает для достоверного подтверждения какой-то из этих гипотез.
Группа астрономов во главе с Джеймсом О’Донохью (James O’Donoghue) из Института космоса и астронавтики JAXA решила разобраться в загадке нагрева верхних слоев Юпитера. Ученые проанализировали данные наблюдений за Юпитером, полученные при помощи межпланетной станции «Юнона», космического аппарата Hisaki и наземной обсерватории Кека, чтобы построить глобальные карты распределения температуры верхних слоев атмосферы. В этом им помог ион H3+, который является основной составляющей ионосферы Юпитера и находится в диапазоне высот 600–1000 километров от «поверхности» планеты (основания тропосферы, где уровень атмосферного давления составляет один бар).
Исследователи определили, что температура верхних слоев постепенно снижается от областей, где возникают полярные сияния, к экватору, и смогли обнаружить необычную нагретую волну планетарного масштаба в атмосфере, которая двигалась от полюсов к экватору. Они пришли к выводу, что лучше всего данные наблюдений описывает модель, в которой меридиональные ветра, распространяющиеся в направлении экватора, переносят с собой тепло, источником которого являются полярные сияния, и нагревают верхние слои атмосферы во многих широтах планеты. При этом, интенсивность нагрева зависит от состояния магнитосферы, которая может сжиматься из-за давления солнечного ветра и увеличивать высыпание заряженных частиц в атмосферу Юпитера вблизи его полюсов.
Ранее мы рассказывали о том, как ионы H3+ помогли ученым отыскать магнитный экватор Юпитера.
Александр Войтюк
Это связано с ускорением вращения Марса вокруг своей оси
Планетологи оценили скорость уменьшения продолжительности марсианских суток, которая составила долю миллисекунды в год и вызвана ускорением вращения планеты, а также уточнили размеры ядра Марса. Это удалось сделать благодаря радиоэксперименту RISE, проводившемуся при помощи марсианской автоматической станции InSight. Статья опубликована в журнале Nature. InSight стала первой внеземной геофизической исследовательской станцией, которая проработала на Марсе чуть больше четырех лет, исследуя его сейсмическую активность и внутреннее строение. Одним из основных научных инструментов аппарата стал эксперимент RISE (Rotation and Interior Structure Experiment), в рамках которого отслеживался доплеровский сдвиг в частоте радиосигналов, передаваемых с наземных станций на InSight и обратно. Благодаря ему можно оценить скорости прецессии и нутации оси вращения планеты, которые связаны с параметрами марсианских ядра и мантии. Группа планетологов во главе с Себастьяном Ле Мейстром (Sébastien Le Maistre) из Королевской обсерватории Бельгии опубликовала результаты анализа данных, собранных RISE за 30 месяцев наблюдений для определения свойств ядра и мантии Марса. Ученые также использовали архивные данные спускаемого аппарата «Викинг-1». Исследователи уточнили радиус ядра Марса, который теперь составляет 1835±55 километров, в предположении, что ядро является конвективным и жидким сплавом железа и серы, а мантия твердая. Это хорошо согласуется с предыдущими оценками и требует большого содержания легких элементов. Ученые предполагают, что у Марса все же нет внутреннего твердого ядра. Наиболее совместимый с данными RISE модельный состав ядра включает в себя 2,5 массовых процентов кислорода, 15 массовых процентов серы, 1,5 массовых процентов углерода и один массовый процент водорода. Ученые также оценили ускорение вращения планеты вокруг собственной оси, которое составляет четыре угловых миллисекунды в год за год, что соответствует уменьшению продолжительности марсианских суток на 7,6×10-4 миллисекунды в год. Это значение на три порядка больше, чем эффект от взаимодействия Марса со спутником Фобосом и Солнцем, и может быть связано с долгосрочной внутренней эволюцией Марса или с накоплением льда на полярных шапках и изменением параметров атмосферы. Ранее мы рассказывали о том, как InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса.