Гигантски вихри, невидими за окото, бяха открити на Юпитер

Астрономите са открили мистериозни тъмни вихри с овална форма на полюсите на Юпитер, видими само в ултравиолетовата светлина, демонстрирайки пряка връзка между магнитосферата на планетата и ниската атмосфера.

Тези аномалии, невидими на обикновена светлина, се появяват и изчезват на полюсите на най-голямата планета в Слънчевата система. Те се образуват главно близо до южния полюс на Юпитер. Изследването е публикувано в списание Nature Astronomy от учени от Калифорнийския университет в Бъркли. Тъмните овали са резултат от уникално взаимодействие между мощното магнитно поле на планетата и нейната атмосфера.

Според изследователите южният тъмен овал е много по-често срещан от северния. Южните овали се появяват в около половината от всички анализирани изображения. Тези образувания са 4-6 пъти по-склонни да се образуват на Южния полюс, отколкото на Северния полюс.

Анализ на дългосрочните наблюдения

Учените откриха тъмните овали, като анализираха почти три десетилетия архивни данни от Хъбъл. Те изследваха 26 глобални карти на Юпитер, направени от космическия телескоп между 1994 и 2022 г. Този дълъг период на наблюдения ни позволи да установим честотата на появяване и продължителността на овалите.

Изследователите предполагат, че тъмните овали се образуват, когато мъглата в горната атмосфера на Юпитер стане изключително гъста. Концентрацията на мъгла може да се увеличи до 50 пъти. Тези образувания са разширение на вихрите, открити преди това в горните слоеве на атмосферата на планетата.

Характерна особеност на овалите е тяхното въртене в антициклонална посока. В южното полукълбо те се въртят обратно на часовниковата стрелка. Тази посока е противоположна на околните модели на облаци, видими при нормална светлина.

Жизнен цикъл на тъмните овали

Тъмните овали имат динамичен характер и сравнително кратък жизнен цикъл. Те могат да се образуват само за 31 дни и да изчезнат след 16 дни. Максималната регистрирана продължителност на овала е 82 дни.

Южният тъмен овал (SUDO) се появява предимно на същото място близо до Южния полюс. Достига колосални размери, сравними с площта на Северна Америка. Повечето от южните тъмни овали са разположени вътре в главния полярен овал на Юпитер. „Това показва, че горната и долната атмосфера на Юпитер са свързани“ — отбелязват изследователите.

Вихровите ветрове от горните слоеве се спускат и вдигат мъгла. Този процес прави бурята временно видима в ултравиолетовия спектър. Учените сравняват това явление с торнадо, удрящо прашната повърхност на Земята.

Магнитното поле като ключов фактор

Астрономите отдавна знаят за зашеметяващите сияния на полюсите на Юпитер. Те се образуват под въздействието на мощното магнитно поле на планетата. Новите наблюдения на тъмни овали показват по-сложни взаимодействия, отколкото се смяташе досега.

Изследователите смятат, че тези овали се образуват, когато магнитното поле пренася енергия в атмосферата. Това пречи на дебелите слоеве мъгла, които блокират слънчевата светлина. Това взаимодействие причинява локално нагряване на атмосферата в тази област.

Въпросът защо в южното полукълбо се наблюдават тъмни овали много по-често от северното полукълбо остава загадка. Учените предполагат, че причината може да се крие в асиметрията на магнитното поле. „Полярното сияние е по-концентрирано и по-добре подравнено с ротационния полюс на Юпитер“ — обясняват авторите на изследването.

Значението за планетологията

Това откритие е важно за разбирането на атмосферните процеси върху газовите гиганти. Изучаването на тъмните овали на Юпитер ни позволява да разберем по-добре механизмите на взаимодействие между магнитното поле и атмосферата на гигантските планети.

Изследването помага на планетарните учени да установят връзка между горните и долните слоеве на атмосферата. Подобни процеси могат да възникнат и при други газови гиганти в Слънчевата система. – Сатурн, Нептун и Уран.

Нещо повече, такива механизми биха могли потенциално да работят върху хиляди екзопланети, обикалящи около далечни звезди. Разбирането на тези процеси на Юпитер осигурява важен контекст за изучаване на атмосферните явления на други планети гиганти.

Космическият телескоп Хъбъл остава незаменим инструмент за подобни изследвания. Той е способен да получава детайлни изображения в ултравиолетовия спектър, недостъпен за наземните телескопи поради поглъщането на радиация от земната атмосфера.