Атмосфера Юпитера оказалась удивительно горячей

Температура атмосферы
Температура верхних слоёв атмосферы Юпитера. Авторы и права: James O’Donoghue.

Юпитер – большая планета, но всё же планета. Это означает, что она не разогревается с помощью причудливых механизмов, таких как ядерный синтез. Её внутренняя часть нагревается за счёт собственной массы, держа внутреннюю часть под огромным давлением, а её поверхность нагревается в основном Солнцем.

Поскольку Юпитер получает только около 4% света на квадратный метр, в сравнении с тем сколько получает Земля, можно ожидать, что верхние слои атмосферы Юпитера будут довольно холодными. По оценкам традиционных моделей, температура там не должна превышать -70 градусов по Цельсию. Но недавние измерения показывают, что температура в верхних слоях атмосферы Юпитера составляет более 400 градусов по Цельсию, а в полярных регионах – до 700 градусов по Цельсию.

С таким небольшим количеством солнечного света, достигающего Юпитера, как его атмосфера может быть такой горячей? Команда обнаружила, что это связано с полярными сияниями Юпитера. На Земле полярные сияния наблюдаются постоянно. Более известные как северное сияние, это свечение верхних слоёв атмосферы возникает, когда ионы солнечного ветра попадают в магнитное поле Земли и сталкиваются с нашей атмосферой на высокой скорости. Магнитное поле Юпитера намного сильнее, чем у Земли, поэтому полярное сияние Юпитера может быть гораздо более интенсивным. Настолько сильным, что может нагревать верхние слои атмосферы Юпитера.

Команда показала, что полярная область Юпитера имеет наибольшую температуру, а волны тепла коррелируют с циклом активности полярных сияний Юпитера. Они также изучили, как передаётся это тепло. Интересно, что такой сильный электромагнитный нагрев похож на то, что происходит с верхними слоями атмосферы Солнца.

Юпитер
Снимок полярных сияний Юпитера в ультрафиолетовых лучах, полученный космическим телескопом “Хаббл”. Авторы и права: ESA / NASA.

Солнце, очевидно, намного больше и горячее Юпитера, с температурой поверхности около 5500 градусов по Цельсию, вы ожидаете, что самая верхняя часть его атмосферы будет холоднее, чем его поверхность. Ведь в космосе очень холодно. Но наблюдения за Солнцем показывают, что его самый рассеянный верхний слой, известный как корона, имеет температуру в миллионы градусов. Это было давней загадкой, пока мы, наконец, не выяснили, что солнечные вспышки и изменения магнитного поля Солнца нагревают корону. Оказывается, электромагнетизм может удерживать много энергии.

Поскольку у Юпитера такая тёплая верхняя атмосфера, это может помочь объяснить долговременные погодные условия в его облачной области. В конце концов, штормы объясняются различными температурами в разных регионах, например, тёплый тропический океан на Земле вызывает ураганы, когда северное полушарие осенью становится прохладнее. Подобные колебания температуры в атмосфере Юпитера могли вызвать сильные бури, которые мы наблюдаем.

Больше информации: Europlanet Science Congress 2022

Оставьте комментарий