Новое о Юпитере: околополярные вихри и твердотельное вращение

7396333ee7a16f74c276de2af4fb90498 марта 2018 года в журнале Nature были опубликованы четыре статьи, посвященные текущим результатам миссии Juno. В них рассказывается об асимметрии между севером и югом Юпитера, об атмосферных течениях, простирающихся на 3 тысячи километров в глубину, на твердотельное вращение Юпитера ниже этого уровня и о веренице циклонов, окружающих полюса планеты.

К настоящему моменту АМС Juno, запущенная с целью изучения Юпитера, его происхождения, внутренней структуры, гравитационного и магнитного полей, совершила десять научных сближений с планетой-гигантом. Следующее сближение произойдет 1 апреля 2018 года, всего их запланировано 33.
Данные, собранные научными приборами Juno, уже позволяют сделать определенные выводы. Так, гравиметрические измерения позволили определить глубину, на которую простираются широтные атмосферные течения Юпитера, его знаменитые пояса и зоны.
Дело в том, что рисунок атмосферных течений Юпитера не симметричен относительно плоскости экватора, течения северного и южного полушарий отличаются друг от друга. Измерение тонкой структуры гравитационного поля Юпитера (определение старших членов его разложения по сферическим гармоникам) также обнаружило асимметрию между севером и югом. На газо-жидкой планете такая асимметрия может быть вызвана только атмосферными течениями – чем глубже продолжаются эти течения, тем большая масса вещества в них вовлечена и тем сильнее их вклад в общее гравитационное поле планеты. Согласно гравиметрическим измерениям, широтные атмосферные течения продолжаются до глубины в 3 тысячи км, в них вовлечено около 1% массы Юпитера (примерно 3 массы Земли). Ниже этого уровня Юпитер вращается как твердое тело.
Видеоролик, иллюстрирующий дифференциальное вращение Юпитера:
https://www.youtube.com/watch?v=hF0UjhPSS3A
Ученые надеются, что будущие измерения Juno помогут им понять строение переходной зоны между верхним «погодным» слоем и твердотельно вращающимися недрами планеты-гиганта. На Сатурне эта зона должна располагаться в три раза глубже, чем на Юпитере, а на массивных планетах-гигантах и коричневых карликах – наоборот, ближе к поверхности.
Еще одним эффектным результатом, полученным Juno, стало определение атмосферной динамики в околополярных областях Юпитера. Асимметрия между севером и югом проявляется и здесь – размеры и количество полярных циклонов отличается на северном и южном полюсах планеты. На северном полюсе доминирует полярный циклон, окруженный восемью циклонами с диаметрами от 4000 до 4600 км. На южном полюсе центральный циклон окружен пятью циклонами диаметрами от 5600 до 7000 км. Скорость ветра в циклонах достигает 350 км/ч (~100 м/с). Удивительно то, что и на севере, и на юге околополярные циклоны так плотно упакованы, что их спиральные рукава почти соприкасаются друг с другом, однако это не лишает их долговечности – за семь месяцев наблюдений они сохранили все особенности своей морфологии.
Впечатляют картины околополярной динамики, полученные с помощью инфракрасного картографа полярных сияний JIRAM. Инфракрасное излучение, регистрируемое JIRAM, имеет длину волны около 5 мкм и приходит с глубины 50-70 км ниже верхушек облаков.

cfb2e3f781
Составное изображение, построенное на основе данных прибора JIRAM, показывает центральный циклон на северном полюсе Юпитера и восемь циклонов, которые его окружают. Температура самых светлых областей изображения – -9°С, самых темных – 83°С.
«Вопрос, почему эти циклоны не сливаются? – сказал Альберто Адриани из Института космической астрофизики и планетологии в Риме, ведущий автор одной из статей. – Данные «Кассини» показали, что на Сатурне на обоих полюсах расположен лишь один гигантский циклон. Мы начинаем понимать, что не все газовые гиганты созданы одинаковыми».
Владислава Ананьева
Источники: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-juno-findings-jupiter-s-jet-streams-are-unearthly
https://www.nature.com/articles/nature25776
https://www.nature.com/articles/nature25793
https://www.nature.com/articles/nature25775
https://www.nature.com/articles/nature25491
Источник:http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5Btt_news%5D=8858&cHash=e4ee04cc6d181dbb27a311404ab64de3