Астрономы обнаружили причину «энергетического кризиса» на Юпитере

Находящийся более чем в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, Юпитер не должен быть особенно теплым. В зависимости от количества получаемого солнечного света средняя температура в верхних слоях атмосферы планеты должна составлять около минус 73 градуса по Цельсию. Вместо этого измеренное значение показывает 426 градусов по Цельсию. Источник этого дополнительного тепла оставался неуловимым в течение 50 лет, из-за чего ученые назвали это несоответствие «энергетическим кризисом» для планеты.

Недавно международная группа астрономов собрала наблюдения из трех обсерваторий — космического зонда НАСА Juno, обсерватории У. М. Кека на Гавайях и спутника Hisaki Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) — чтобы обнаружить вероятный источник теплового источника Юпитера.

«Мы обнаружили, что интенсивное сияние Юпитера, самое мощное в Солнечной системе, отвечает за нагрев верхних слоев атмосферы всей планеты до удивительно высоких температур», — сказал Джеймс О’Донохью из Института космоса и астронавтики JAXA.

Полярные сияния возникают, когда электрически заряженные частицы попадают в магнитное поле планеты. Они движутся по невидимой силовой линии в магнитном поле к магнитным полюсам планеты, ударяя по атомам и молекулам в атмосфере, высвобождая свет и энергию.

На Земле это приводит к красочному световому шоу, которое формирует северное и южное сияние, также известные как полярные сияния. На Юпитере материал, извергающийся из его вулканической луны Ио, приводит к самому мощному полярному сиянию в Солнечной системе и огромному нагреву в верхних слоях атмосферы над полярными регионами планеты.

 Смотрите также: Астрономы объяснили природу рентгеновских вспышек на Юпитере

Идея о том, что полярное сияние может быть источником таинственной энергии Юпитера, была предложена ранее, но до сих пор наблюдения не могли подтвердить или опровергнуть это.

Глобальные модели верхних слоев атмосферы Юпитера предполагали, что ветры, нагретые полярным сиянием и направляющиеся к экватору, будут подавлены и перенаправлены западными ветрами, вызванными быстрым вращением планеты. Это предотвратило бы выход авроральной энергии из полярных регионов и нагрев всей атмосферы.

Юпитер сначала показан в видимом свете для контекста, прежде чем наложится художественное впечатление от инфракрасного свечения верхних слоев атмосферы Юпитера. Яркость этого верхнего слоя атмосферы соответствует температурам от горячего до холодного в следующем порядке: белый, желтый, ярко-красный и, наконец, темно-красный. Полярные сияния — самые жаркие регионы, и анимация показывает, как тепло может уноситься ветрами от полярного сияния и вызывать нагревание всей планеты. В конце к реальным данным добавляется температурная шкала, указывающая на наблюдаемые глобальные температуры, измеренные в ходе исследования. Предоставлено: Дж. О’Донохью (JAXA) / Hubble / NASA / ESA 

Однако новый результат наблюдений предполагает, что такого захвата не происходит и что западные ветры могут быть относительно слабее, чем ожидалось, по сравнению с ветрами, направленными к экватору.

Температурные карты высокого разрешения, полученные от обсерватории Кека, в сочетании с данными магнитного поля Hisaki и Юноны, позволили команде ученых поймать полярное сияние в момент передачи того, что кажется тепловым импульсом, к экватору Юпитера.