Магнітне поле Юпітера формує гігантські торнадо на планеті

Планетологи виявили, що магнітні торнадо на Юпітері, що виникають у результаті взаємодії магнітних силових ліній, призводять до утворення гігантських антициклонів. Ці структури поглинають ультрафіолет і мають розміри, співмірні із Землею. Антициклони проявляються у вигляді темних овалів, видимих лише в ультрафіолетовому світлі, та формуються з густих хмар у стратосфері планети.

Ультрафіолетове зображення Юпітера
Ультрафіолетове зображення Юпітера у штучних кольорах, на якому видно шапку вуглеводневої імли, яка покриває південний полюс. Авторство: Каліфорнійський університет у Берклі

Вперше такі утворення помітили наприкінці 1990-х на полюсах Юпітера за допомогою телескопа Hubble. Згодом їх підтвердив космічний апарат NASA Cassini під час прольоту біля планети у 2000 році. Проте механізм їхнього утворення залишався загадкою до недавнього часу.

Відкриття механізму утворення антициклонів

Команда планетологів на чолі з Троєм Цуботою з Каліфорнійського університету в Берклі з’ясувала, що причиною цих явищ є магнітні вихори. Вони утворюються через тертя між магнітними силовими лініями в іоносфері Юпітера та плазмовим тором, створеним вулканічною активністю супутника Іо. Ці вихори поширюються у стратосферу, формуючи густий туман, який поглинає ультрафіолет.

Штучно розфарбоване зображення Юпітера в ультрафіолетовому спектрі
Штучно розфарбоване зображення Юпітера в ультрафіолетовому спектрі. На додаток до Великої червоної плями, яка здається синьою, в коричневому серпанку на південному полюсі Юпітера можна побачити ще одну овальну область антициклону, який, можливо, є результатом змішування, створеного вихором вище в іоносфері планети. Авторство: berkeley.edu

Спостереження, зібрані в межах проєкту OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) під керівництвом Емі Саймон із Центру космічних польотів імені Годдарда, дозволили проаналізувати динаміку темних овалів. Зображення Юпітера, отримані телескопом Hubble між 2015 і 2022 роками, показали, що темні овали частіше з’являються на південному полюсі планети, ніж на північному.

Полярні явища та їхній зв’язок із магнітним полем

Як і на Землі, магнітне поле Юпітера концентрується на полюсах. У результаті виникають полярні сяйва, видимі на Юпітері лише в ультрафіолетовому спектрі. Науковці припустили, що темні овали також пов’язані з магнітним полем, хоча їхній механізм дещо відрізняється.

Спільно з дослідниками Томом Сталлардом із Нортумбрійського університету та Сі Чжаном із Каліфорнійського університету в Санта-Крузі команда змогла підтвердити теорію про магнітні торнадо. Вони вважають, що ці явища підіймають вихори в атмосфері, створюючи щільний туман. Однак ще незрозуміло, чи цей туман формується дійсно під дією вихорів, чи є наслідком хімічних процесів у нижчих шарах атмосфери.

Властивості та тривалість темних овалів

Дослідження показують, що туман у темних овалів приблизно у 50 разів густіший за звичайну атмосферу Юпітера. Вони з’являються на кілька місяців і розсіюються за кілька тижнів. Відсутність кореляції з активністю заряджених частинок свідчить про складнішу динаміку утворення цих явищ.

Темні овали є регулярним явищем, що підтверджує існування на Юпітері «алеї магнітних торнадо» — явища, яке продовжує викликати інтерес і потребує подальших досліджень.

Раніше ми створювали тест, у якому ви можете перевірити свої знання про Юпітер.

За матеріалами berkeley.edu

Новини інших медіа