Штормы Юпитера переносят аммиак и влияют на атмосферу планеты

Юпитер, крупнейшая планета Солнечной системы, обладает чрезвычайно динамичной и турбулентной атмосферой, в которой постоянно бушуют мощные штормы. Наиболее известный из них — Большое Красное Пятно, гигантский ураган, наблюдаемый уже несколько столетий. Однако помимо этого долгоживущего вихря на планете регулярно возникают масштабные штормовые системы, оказывающие значительное влияние на состав и структуру её атмосферы.

В 2016–2017 годах на Юпитере наблюдался один из таких крупных штормов, привлекший внимание исследователей из Калифорнийского университета и Калифорнийского технологического института. Ученые — Крис Мёкель, Имке де Патер и Хуажи Ге — провели комплексный анализ данных, полученных с помощью различных астрономических инструментов. Они использовали наблюдения Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA) для изучения химического состава атмосферы, космического телескопа «Хаббл» для визуального мониторинга шторма и космического зонда «Юнона», который в этот период изучал Юпитер с близкого расстояния.

Результаты исследования показали, что во время шторма происходил интенсивный перенос аммиака в атмосфере. Огромные массы этого газа выбрасывались в верхние слои, а затем опускались вглубь, формируя своеобразный «отпечаток» в атмосферной динамике. Шторм создавал мощные восходящие и нисходящие потоки, которые поднимали аммиак, обычно находящийся под облаками, в верхние слои атмосферы. Там газ охлаждался и смешивался с водой, образуя нечто вроде «снежных комьев» или градин. Эти образования затем падали в нижние слои атмосферы, оставляя после себя пятна аммиака, сохраняющиеся даже после окончания шторма.

Процессы, происходящие в атмосфере Юпитера во время штормов, имеют как сходства, так и отличия по сравнению с земными ураганами. Если на Земле штормы переносят в основном водяной пар и тепло, то на Юпитере ключевую роль играют аммиак и гидросульфид аммония. Масштабы этих явлений на газовом гиганте значительно превосходят земные, а их последствия могут сохраняться в течение длительного времени.

Для более детального понимания механизмов штормов ученые создали компьютерную модель, которая продемонстрировала циркуляцию аммиака в атмосфере Юпитера. Моделирование показало, что восходящие потоки «высушивают» верхние слои, унося газ вверх, а нисходящие потоки возвращают его вниз в виде ледяных частиц. Это объясняет, почему в некоторых регионах Юпитера наблюдается аномально низкое содержание аммиака.

Данное исследование имеет важное значение для планетологии. Оно помогает понять, как формируются погодные системы на газовых гигантах, и дает ключи к разгадке процессов, происходящих в атмосферах экзопланет. Штормы на Юпитере действуют как своеобразный «миксер», перемешивающий газы между слоями атмосферы и влияющий на ее долгосрочное состояние.

Таким образом, штормы на Юпитере — это не просто впечатляющие явления, а важные элементы планетарного климата. Новое исследование раскрыло механизмы переноса аммиака и показало, что последствия шторма могут оставаться заметными в течение длительного времени. Это открытие углубляет наше понимание атмосферной динамики не только Юпитера, но и других газовых гигантов во Вселенной.