Новини науки

Юпітер має деякі з найпомітніших атмосферних особливостей нашої Сонячної системи. Велика червона пляма планети, досить велика, щоб огортати Землю, майже так само відома, як деякі з різноманітних річок і гір на планеті, яку ми називаємо домом.

Однак, як і Земля, Юпітер постійно змінюється, і про планету нам ще багато чого належить дізнатися. Космічний телескоп НАСА імені Джеймса Вебба розкриває деякі з цих таємниць, відкриваючи нові особливості Юпітера, яких ми ніколи раніше не бачили, включаючи високошвидкісний реактивний літак, що летить над екватором планети.

Хоча реактивний потік не такий візуально очевидний або приголомшливий, як деякі інші особливості Юпітера, він дає дослідникам неймовірне розуміння того, як шари атмосфери планети взаємодіють один з одним, і як Вебб допоможе в цих дослідженнях у майбутньому.

Космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба виявив нову, ніколи раніше не бачену особливість в атмосфері Юпітера. Високошвидкісний струменевий потік, який охоплює понад 3000 миль (4800 кілометрів) в ширину, знаходиться над екватором Юпітера над основними хмарними палубами. Відкриття цього струменя дає зрозуміти, як шари знаменитої турбулентної атмосфери Юпітера взаємодіють один з одним і як Вебб унікально здатний відстежувати ці особливості.

«Це те, що нас абсолютно здивувало», — сказав Рікардо Уесо з Університету Країни Басків у Більбао, Іспанія, провідний автор статті, в якій описуються знахідки. «Те, що ми завжди бачили як розмиті тумани в атмосфері Юпітера, тепер виглядає як чіткі особливості, які ми можемо відстежувати разом зі швидким обертанням планети».

Дослідницька група проаналізувала дані NIRCam (камера ближнього інфрачервоного діапазону) Вебба, зняті в липні 2022 року. Програма Early Release Science, яку спільно очолювали Імке де Патер з Каліфорнійського університету в Берклі та Тьєррі Фуше з Паризької обсерваторії, була розроблена, щоб робити зображення Юпітера з інтервалом у 10 годин або один день Юпітера за допомогою чотирьох різних фільтрів, кожен з яких здатний унікально виявляти зміни в дрібних деталях на різних висотах атмосфери Юпітера.

«Хоча різноманітні наземні телескопи, космічні кораблі, такі як «Юнона» та «Кассіні» НАСА, а також космічний телескоп «Хаббл» спостерігали за мінливими погодними умовами системи Юпітера, Вебб уже надав нові висновки щодо кілець, супутників та його атмосфери Юпітера», — зазначив де Патер.

Хоча Юпітер багато в чому відрізняється від Землі — Юпітер — газовий гігант, Земля — кам’янистий світ із помірним кліматом, — обидві планети мають шарувату атмосферу. Інфрачервоне, видиме, радіо та ультрафіолетове випромінювання, які спостерігали ці інші місії, виявляють нижні, глибші шари атмосфери планети, де знаходяться гігантські шторми та хмари аміачного льоду.

Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба NASA виявили високошвидкісний реактивний потік, що рухається над екватором Юпітера над головними хмарними палубами.

З іншого боку, Вебб дивиться далі в ближній інфрачервоний діапазон, ніж раніше, чутливий до шарів атмосфери на більшій висоті, приблизно 15-30 миль (25-50 кілометрів) над вершинами хмар Юпітера. У ближньому інфрачервоному діапазоні димки на великій висоті зазвичай виглядають розмитими з підвищеною яскравістю над екваторіальним регіоном. За допомогою Webb дрібніші деталі розрізняються в межах яскравої туманної смуги.

Нещодавно виявлений струменевий потік рухається зі швидкістю приблизно 320 миль на годину (515 кілометрів на годину), що вдвічі перевищує тривалий вітер урагану категорії 5 тут, на Землі. Він розташований приблизно на висоті 25 миль (40 кілометрів) над хмарами, у нижній стратосфері Юпітера.

Порівнюючи вітри, які спостерігав Вебб на великих висотах, із вітрами, які спостерігав Хаббл у більш глибоких шарах, команда могла виміряти, наскільки швидко вітри змінюються з висотою, і створювати зсуви вітру.

У той час як чудова роздільна здатність і охоплення довжини хвилі Вебба дозволили виявити невеликі хмарні елементи, які використовуються для відстеження струменя, додаткові спостереження Хаббла, зроблені через день після спостережень Вебба, також мали вирішальне значення для визначення базового стану екваторіальної атмосфери Юпітера та спостереження за розвитком конвективні бурі на екваторі Юпітера, не пов’язані зі струменем.

«Ми знали, що різні довжини хвиль Вебба та Хаббла дозволять виявити тривимірну структуру грозових хмар, але ми також змогли використати дані за часом, щоб побачити, як швидко розвиваються шторми», — додав член команди Майкл Вонг з Університету ім. Каліфорнія, Берклі, який керував пов’язаними спостереженнями Хаббла.

Дослідники з нетерпінням чекають додаткових спостережень Юпітера з Веббом, щоб визначити, чи змінюються швидкість і висота літака з часом.

«Юпітер має складну, але повторювану картину вітрів і температур в екваторіальній стратосфері, високо над вітрами в хмарах і серпанках, виміряних на цих довжинах хвиль», — пояснив член групи Лей Флетчер з Університету Лестера у Великобританії. «Якщо потужність цього нового струменя пов’язана з цією коливальною стратосферною схемою, ми можемо очікувати, що струмінь суттєво змінюватиметься протягом наступних 2-4 років — буде дуже цікаво перевірити цю теорію в наступні роки».

«Для мене дивовижно, що після багатьох років відстеження хмар і вітрів Юпітера з численних обсерваторій, нам ще потрібно більше дізнатися про Юпітер, і такі об’єкти, як цей струмінь, можуть залишатися прихованими від очей, поки ці нові зображення NIRCam не будуть зроблені у 2022 році», – продовжив Флетчер.