Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) позволил учёным наблюдать область над Большим Красным Пятном Юпитера и обнаружить множество ранее невидимых особенностей. В этом регионе, считавшемся раньше обычным, оказались сложные структуры.
Юпитер — один из самых ярких объектов ночного неба, его можно увидеть в ясную ночь. Помимо яркого северного и южного сияния в полярных регионах планеты свечение верхних слоёв атмосферы слабое, поэтому наземным телескопам сложно различить детали в этом регионе. Однако инфракрасная чувствительность JWST позволяет учёным изучать верхние слои атмосферы Юпитера над Большим Красным Пятном с беспрецедентной детализацией.
Верхняя часть атмосферы Юпитера – это граница между магнитным полем планеты и нижними слоями атмосферы. В этом регионе можно наблюдать яркие проявления северного и южного сияний, питающиеся вулканическим материалом с спутника Ио.
Солнечный свет оказывает влияние на структуру верхней атмосферы планеты ближе к экватору. В связи с тем, что Юпитер получает лишь 4% солнечного света, сравнимого с количеством, получаемым Землёй, астрономы предполагали однородность этого региона по своей природе.
В июле 2022 года с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRSpec) и прибора Integral Field Unit команда Early Release Science изучала Большое Красное Пятно Юпитера. Целью наблюдений было определить, действительно ли эта область представляет собой обычное явление. Учёные обнаружили множество сложных структур в верхних слоях атмосферы планеты: тёмные дуги и яркие пятна. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Мы предполагали, что этот регион будет весьма однообразным. В действительности он так же увлекателен, как и полярное сияние, а может быть, даже более. Юпитер не перестаёт поражать своими открытиями, — поделился руководитель группы Хенрик Мелин из Университета Лестера в Великобритании.
Хотя свет от этого участка исходит от солнечного света, команда полагает, что существует иной механизм, меняющий форму и структуру верхних слоев атмосферы. Один из способов изменить эту структуру — гравитационные волны. Эти волны генерируются глубоко в турбулентных нижних слоях атмосферы, вокруг Большого Красного Пятна, и могут подниматься, изменяя структуру верхних слоёв атмосферы, – пояснил Хенрик.
Команда говорит, что такие атмосферные волны можно наблюдать и на Земле, но они гораздо слабее, чем те, которые «Джеймс Уэбб» зафиксировал на Юпитере. Экипаж надеется провести дальнейшие наблюдения за этими сложными узорами волн, чтобы изучить их движение в верхних слоях атмосферы планеты, и улучшить понимание энергетического баланса этого региона и того, как эти характеристики меняются со временем.
В дальнейшем для данного исследования можно будет использовать аппарат Европейского космического агентства Juice, запущенный 14 апреля 2023 года. Juice выполнит подробные наблюдения за Юпитером и тремя его большими спутниками — Ганимедом, Каллисто и Европой, применяя дистанционное зондирование и геофизические приборы. Миссия позволит охарактеризовать эти спутники как планетарные объекты и более полно изучить сложную среду Юпитера, а также систему Юпитера в целом как архетип газовых гигантов во Вселенной.
В ходе программы Early Release Science были получены данные. Наблюдение ERS было запланировано ещё в 2017 году. Целью было выяснить причину высокой температуры над Большим Красным Пятном, как показало недавнее наблюдение с помощью инфракрасного телескопа NASA. Новые данные привели к другим выводам, сообщил член команды Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли.