На протяжении столетий Большое красное пятно на Юпитере оставалось его единственной особенностью подобного рода, пока астрономы Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) не нашли не менее крупные пятна на северном и южном полюсах планеты, которые появляются и исчезают, как казалось поначалу, хаотично.
Овалы размером с Землю в слоях стратосферной дымки Юпитера видны только в ультрафиолетовом диапазоне. Они хорошо заметны при наблюдении с космического телескопа «Хаббл».
На 75% снимков, сделанных «Хабблом» в период с 2015 по 2022 год, УФ-овал есть на южном полюсе Юпитера, а на северном — на каждом восьмом фото.
Впервые такие образования на полюсах были замечены «Хабблом» еще в конце 1990-х, затем их подтвердил зонд «Кассини», но тогда этому не придали значения. Студент Калифорнийского университета в Беркли Трой Цубота проанализировал материалы ведущейся «Хабблом» регулярной съемки и обнаружил по меньшей мере восемь пятен на южном полюсе на фото, снятых в 1994-2022 годах, еще два потом нашли на северном.
Большая часть этих снимков сделана в рамках проекта Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), предназначенного для изучения атмосфер внешних планет (газовых гигантов).
«В первые два месяца мы поняли, что эти изображения OPAL стали в некотором смысле золотой жилой, и я очень быстро смог построить этот аналитический конвейер и проверить все изображения», — признался Цубота.
Он объединил усилия со старшими коллегами и вместе они поняли, что причина темных УФ-овалов — необычные процессы, происходящие в сильном магнитном поле Юпитера, которые распространяются до полюсов и опускаются глубоко в атмосферу, гораздо глубже схожих явлений, вызывающих полярные сияния на Земле. Своими выводами ученые поделились в журнале Nature Astronomy.
В результате трения линий магнитного поля Юпитера в ионосфере образуются вихри, которые видны в наземные телескопы. Они спускаются вниз, ослабевая с глубиной, где, как торнадо на пыльной земле, собирают дымку в овалы, которые обнаружил Цубота.
«Дымка в темных овалах в 50 раз гуще типичной концентрации, что говорит о том, что она, вероятно, образуется из-за динамики вихрей, а не химических реакций, вызванных высокоэнергетическими частицами из верхних слоев атмосферы. Наши наблюдения показали, что время и местоположение этих энергичных частиц не коррелируют с появлением темных овалов», — рассказал планетолог Си Чжан из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Полученные результаты — это именно то, для изучения чего и был организован OPAL: выяснить, как динамика атмосферы на гигантских планетах Солнечной системы отличается от того, что мы знаем о Земле.
«Изучение связей между различными слоями атмосферы очень важно для всех планет, будь то экзопланета, Юпитер или Земля», — подчеркнул Майкл Вонг из Лаборатории космических наук UC Berkeley.