Быстрое вращение Юпитера создает неравномерные водные зоны

Фото из открытых источников

Что вода в атмосфере Юпитера может рассказать учёным о составе планеты? Именно на это направлено недавнее исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, в котором группа учёных изучает распределение воды в атмосфере Юпитера. Это исследование может помочь учёным лучше понять динамику, состав и историю эволюции атмосферы Юпитера.

В исследовании исследователи использовали серию компьютерных моделей для моделирования круговорота воды на Юпитере, особенно в его средних широтах. Это произошло после того, как космический аппарат НАСА «Юнона», который в настоящее время вращается вокруг Юпитера и некоторых его лун, обнаружил аномалии, которые могут проникать глубоко в атмосферу Юпитера. Используя модели для объяснения этих аномалий, исследователи предполагают, что высокая скорость вращения Юпитера может привести к выпадению дождевой воды через его атмосферу в слои под верхними слоями первичных облаков. Они предполагают, что это приводит к увеличению количества осадков (влажности) с глубиной. Что касается вращения, то в то время как Земле требуется 24 часа, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, Юпитеру требуется всего 10 часов, несмотря на то, что он примерно в 318 раз массивнее Земли.

Помимо изучения атмосферы Юпитера, эти открытия могут также пролить свет на то, как вода могла попасть на Землю, поскольку Юпитер уже давно считается первой планетой, образовавшейся в Солнечной системе. Это связано с тем, что огромная гравитация Юпитера могла перенаправить богатые водой астероиды к Земле, а его миграция во внутренние области Солнечной системы могла перераспределить протопланетный диск, в котором формировались Земля и другие каменистые планеты.

«Сосредоточившись на Юпитере, мы в конечном итоге пытаемся создать теорию о динамике воды и атмосферы, которую можно было бы широко применять к другим планетам, включая экзопланеты», — сказал ведущий автор исследования Хуачжи Гэ из Калифорнийского технологического института.

На момент написания этой статьи NASA подтвердило существование более 6000 экзопланет, причём примерно треть из них — газовые гиганты, подобные Юпитеру. Таким образом, крупнейшая планета нашей Солнечной системы служила и должна служить подходящим аналогом для изучения экзопланет и их динамических атмосфер. В то время как Юпитер вращается на расстоянии около 778 миллионов километров (484 миллионов миль) от Солнца и совершает один оборот чуть менее 12 лет, несколько подтверждённых газовых гигантов, как было замечено, вращаются гораздо ближе, совершая один оборот всего за несколько дней. Такие планеты называются горячими юпитерами и ультрагорячими юпитерами.

Примером горячего юпитера является HD 189733 b, расположенный примерно в 64,5 световых годах от Земли и совершающий один оборот вокруг своей звезды, по оценкам, всего за 2,22 световых дня. Для сравнения, Меркурий — ближайшая к Солнцу планета в нашей Солнечной системе, и один оборот вокруг Солнца ему требуется 88 дней. Из-за чрезвычайно близкой орбиты атмосфера HD 189733 b очень динамична, включая сверхзвуковые ветры со скоростью до 2 километров в секунду (7200 километров в час) и ливневые дожди.

Несмотря на эти результаты, важно отметить, что водяной пар составляет примерно 0,25% атмосферы Юпитера, причём в основном он состоит из водорода (~89%) и гелия (~10%). Однако в его атмосфере присутствуют следы газов, включая метан, аммиак, неон и аргон, и это лишь некоторые из них. Тем не менее, эти результаты могут пролить свет на формирование и эволюцию Солнечной системы, в том числе на то, как вода попала на Землю, что является причиной существования жизни в нашем маленьком голубом мире.