Необычные явления в атмосфере Юпитера: Данные за 40 лет выявили новые закономерности изменения температуры

В атмосфере Юпитера, крупнейшей планеты Солнечной системы, ученые заметили необычные погодные явления: в течение года, который на Юпитере равен 12 земным годам, теплые и холодные периоды сменяют друг друга. Об этом рассказывают авторы нового исследования, основанного на данных 40-летних исследований с использованием космических аппаратов и наземных телескопов и опубликованного в журнале Nature Astronomy.

Дело в том, что сезонные изменения на Юпитере происходят не так, как на Земле. Как сообщает Space.com, смена погоды и переходы от зимы к осени на нашей планете обусловлены степенью наклона оси планеты к плоскости, в которой она обращается вокруг Солнца. Из-за этого наклона в 23 градуса разные части земного шара получают разное количество солнечного света в течение года.

Наклон оси Юпитера составляет всего три градуса, а это значит, что количество солнечного света, достигающего различных участков поверхности Юпитера, практически не меняется в течение года. Однако новое исследование показало, что периодические изменения температуры в облачной атмосфере Юпитера все же происходят.

«Теперь мы решили часть головоломки. Дело в том, что атмосфера отражает эти природные циклы. Чтобы понять, что вызывает эти паттерны и почему они возникают в это конкретное время, нам нужно изучить как верхний, так и нижний слои облаков Юпитера», – сказал астроном Лестерского университета в Великобритании, соавтор нового исследования Ли Флетчер.

Закономерности изменения температуры

Изменения температуры на Юпитере, по данным ученых, могут быть связаны с явлением, известным в науке как отдаленные корреляционные связи. Они описывают периодические изменения в атмосферной системе планеты, происходящие одновременно в, казалось бы, не связанных друг с другом частях земного шара, которые могут быть удалены друг от друга на тысячи километров.

Это явление, известное как Эль-Ниньо/Южное колебание, наблюдается в атмосфере Земли с 19 века. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США, изменения ветра в западной части Тихого океана во время этих явлений соответствуют изменениям количества осадков на большей части территории Северной Америки.

В ходе нового исследования ученые обнаружили, что когда температура на Юпитере повышается на определенных широтах в северном полушарии, она снижается на тех же широтах в южном полушарии.

«Это было самое удивительное. Мы обнаружили связь между тем, как температуры меняются в очень отдаленных широтах. Что-то похожее происходит и на Земле, когда погодные и климатические режимы в одном регионе могут оказывать заметное влияние на погоду в другом месте», – отметил планетолог из Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнии, один из ведущих авторов исследования Гленн Ортон.

Исследования также показали, что по мере повышения температуры в верхних слоях атмосферы Юпитера она падает в самом нижнем слое атмосферы, где происходят погодные явления, в том числе мощные штормы.

Данные за 40 лет

Для этого исследования ученые изучили данные, полученные после 1978 года, в том числе – с мощных наземных телескопов, таких как Very Large Telescope (Чили), Infrared Telescope Facility и Subaru Telescope, а также данные с космических аппаратов Voyager, который пролетел мимо Юпитера в 1979 году, и миссии Cassini, во время которой летательный аппарат пролетел мимо Юпитера в 2001 году во время исследования Сатурна.

«Измерение температуры и их периоды является шагом к полному предсказанию погоды Юпитера, если мы сможем найти причинно-следственную связь в атмосфере планеты. А более важный вопрос заключается в том, сможем ли мы когда-нибудь использовать полученные данные и для других планет-гигантов, чтобы увидеть, появятся ли подобные закономерности», отметил  Флетчер.

Ученым ранее было известно, что в атмосфере Юпитера есть более холодные области, которые на изображениях выглядят светлее, и более теплые области, которые выглядят как коричневые полосы. Новое исследование впервые показывает, как эти модели меняются в течение более длительных периодов времени.