«Юнона» увеличила глубину Большого Красного Пятна
Планетологи из команды межпланетной станции «Юнона» представили результаты исследования объемной структуры трех юпитерианских вихрей — циклона и двух антициклонов, в том числе Большого Красного Пятна. Оказалось, что знаменитый антициклон уходит в атмосферу гораздо глубже, чем считалось ранее, а два других вихря простираются ниже уровня конденсации водяного пара, что также плохо вписывается в текущие модели строения атмосферы газового гиганта. Статьи (1, 2) опубликованы в журнале Science.
«Юнона» работает на орбите вокруг Юпитера с середины 2016 года, исследуя атмосферу, магнитное поле и внутреннее строение газового гиганта. Благодаря ей ученые сделали целый ряд открытий, в частности увидели динамику юпитерианских сияний, нашли спрайты и вспышки гроз в атмосфере гиганта, а также построили карту магнитного поля планеты. Одной из основных научных задач «Юноны» является исследование внутренней структуры широтных зон и поясов, благодаря которым Юпитер кажется полосатым, а также определение строения и изучение длительной эволюции ураганов, таких как Большое Красное Пятно.
Планетологи, работающие с данными «Юноны», опубликовали новые результаты. Группа, возглавляемая Марцией Паризи (Marzia Parisi) из Лаборатории реактивного движения NASA, анализировала данные гравиметрических измерений, чтобы определить глубину Большого Красного Пятна — крупнейшего антициклона в Солнечной системе, наблюдаемого на Юпитере уже более трех столетий. Более ранние оценки основывались на данных инструмента MWR и составляли около 240 километров. В новой работе приводятся гораздо большие оценки — от 200 до 500 километров.
Ученые выделяют две особенности Пятна. Во-первых, с точки зрения соотношения длины и ширины (0,5 процента) оно проигрывает земным циклонам и антициклонам, для которых величина соотношения размеров составляет 1-4 процента. Во-вторых, пока что неясно, почему глубина Пятна во много раз меньше, чем окружающие его атмосферные потоки, которые управляют антициклоном и простираются на три тысячи километров вглубь планеты.
Другая группа планетологов во главе со Скоттом Болтоном (Scott Bolton) из Юго-западного научно-исследовательского института анализировала данные, собранные бортовым микроволновым радиометром станции. Им удалось оценить трехмерную структуру трех атмосферных вихрей (в том числе и Большого Красного Пятна), которые наблюдались во время сближения станции с Юпитером. Ученые подтвердили выводы предыдущей группы о том, что Большое Красное Пятно уходит вглубь атмосферы не более чем на 500 километров.
Два других вихря (циклон и антициклон) простираются ниже уровня конденсации водяного пара, на глубины более 80 километров (на уровне давления 20 бар) и более 150 километров (при уровне давления 100 бар), соответственно. Обнаружение отдельных вихрей ниже уровня конденсации водяного пара предполагает наличие мелкомасштабных динамических процессов, таких как осадки и нисходящие потоки в атмосфере, в гораздо более глубоких слоях, чем считалось ранее.
О том, что еще «Юнона» узнала о газовом гиганте можно узнать из наших материалов «Под кожей Юпитера» и «Спутница Юпитера».
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.