Решена загадка изменчивости полос на Юпитере

Nature Astronomy: полосы Юпитера изменяют свой цвет из-за колебаний магнитного поля

Фото: Arrate Antuñano / NASA / IRTF / NSFCam / SpeX

Ученые Университета Лидса в Великобритании раскрыли причины таинственного феномена, происходящего со знаменитыми полосами Юпитера, которые изменяют свой цвет. Согласно статье исследователей, опубликованной в журнале Nature Astronomy, важную роль в этом играют колебания магнитного поля в глубоких слоях атмосферы газового гиганта.

Полосы Юпитера представляют собой темные или светлые аммиачные облака, организованные в потоки параллельно экватору и ограниченные сильными ветрами, направление которых зависит от широты. Темные полосы называют поясами, а светлые — зонами. Пояса являются циклонической системой, то есть характеризуются нисходящими потоками, тогда как в зонах располагаются восходящие антициклонические потоки. В инфракрасном диапазоне картина обратная: пояса светлые, что связано с высокой прозрачностью ледяных аммиачных облаков, а зоны темные и насыщены аэрозолями.

Примерно каждые четыре-девять лет происходят циклические изменения яркости инфракрасного излучения, испускаемого полосами Юпитера, что связано с вариациями в прозрачности аммиачных облаков. Хотя предполагалось, что этот феномен аналогичен двухлетней цикличности направления ветра на Земле вблизи экватора, были обнаружены изменения, происходящие в средних широтах в слоях Юпитера, находящихся глубже стратосферы. Происхождение этой цикличности оставалась загадкой.

Ученые проанализировали данные межпланетной станции Juno и предположили, что изменения происходят из-за крутильных колебаний магнитного поля в глубоких недрах Юпитера, в области металлического водорода. Результирующие волны, возникающие в газовой оболочке, нарушают медленные конвективные потоки в нижних слоях атмосферы планеты, что, в свою очередь, сказывается на видимых слоях тропосферы.

Исследователи использовали теоретическую модель магнитного поля JRM33 вместе с моделью распределения плотности и рассчитали ожидаемый период для волн, возникающих при взаимодействии магнитного поля Юпитера с атмосферными газами. Оказалось, что полупериод равен 3,2-4,7 года для 14-23 градусов северной широты планеты, что соответствует циклу изменчивости северного экваториального и северного умеренного пояса.

По словам ученых, требуются дополнительные исследования, чтобы понять, как крутильные колебания вызывают наблюдаемые инфракрасные колебания, которые, вероятно, отражают сложную динамику облаков и аэрозолей.

Источник: lenta.ru