Юпитер - грозный гигант
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Юпитер
 Юпитер
Космические данные
Страница: Космические данные, Исследования "Galileo";
Гигант Юпитер
Новые данные о Юпитере

Полярный вихрь

    Наблюдения двух телескопов NASA показали, что Юпитер имеет арктический полярный вихрь, наподобие того, что существует на Земле в Антарктиде и, возможно, ответственен за истощение озонового слоя в стратосфере. Изображение представляет северный полярный район, снятый КТ Хаббл, справа, и инфракрасным телескопом, слева. Видна неправильная шестиугольная фигура, выдающаяся из тропосферы в стратосферу. Резкий перепад температур, по сравнению с окружающими воздушными массами, создают восточные ветра, которые сохраняют полярную атмосферу, включая стратосферную дымку, изолируя их от остальной атмосферы. Прямые борозды на композициях появились в результате создания изображений и являются артефактом. Область около полюса отсутствует из-за близкого расположения к краю диска планеты на оригинальных снимках.


    Снимок справа получен с помощью планетной камеры широкого обзора, установленной на КТ Хаббл, на волне 890 нм, что позволяет увидеть стратосферную дымку. Резкая граница и волнообразные структуры дымки позволяют сравнить их с земной стратосферной облачной шапкой. Снимки Юпитера в тепловом спектре усугубили ситуацию. Композиция слева, к примеру, сделана в инфракрасном спектре на волне в 17 мкм. Здесь представлены полярные воздушные массы, которые на 5-6 °С холоднее, чем окружающие прямо по границе стратосферной дымки. Подобные наблюдения на других инфракрасных волнах показывают, что холодные массы выдаются на высоту почти до середины стратосферы и вниз до вершины тропосферы. Эти снимки были получены с 11 по 13 августа 1999 года, в момент, когда северный полюс Юпитера был хорошо виден с Земли. Некоторые термальные снимки были получены с июня по октябрь 1999 года. Они выявили, что квази-шестиугольная фигура вращается медленно в восточном направлении, со скоростью около 1.2° по широте в день, что совпадает со средней скоростью ветров, измеренной по движению видимых облаков. Ученые, изучающие земную атмосферу, заинтересовались этими результатами, так как юпитерианская атмосфера является природной лабораторией, в которой модель полярного вихря может изучаться в особых условиях. Например, без учета особенностей топографии поверхности. Важным является понимание того, насколько глубоко вглубь тропосферы Юпитера расширяется эта аномалия. Ответ может дать космическая миссия, которая сможет непосредственно исследовать этот район.

Солнечный ветер

    С самого начала исследовательской работы при сближении с Юпитером на "Новых Горизонтах" стал работать инструмент SWAP (Solar Wind Around Pluto), который собирал информацию о взаимодействии солнечного ветра с мощным магнитным полем, окружающим Юпитер и защищающим его от действия мощного потока солнечных частиц. С расстояния 0,4 а.е. от Юпитера SWAP наблюдал за огромной структурой сжатого, плотного, сильно ионизированного газа, которая называется вращающейся взаимодействующей областью, и сформирована из солнечного ветра. Подобные структуры образуются из-за потоков солнечного ветра, которые движутся с разными скоростями и в разных направлениях, в зависимости от вращения Солнца. Быстрые потоки догоняют более медленные и не могут их преодолеть, сжимая более медленные слои и образуя вращающиеся взаимодействующие области. В них образуется высокое давление и плотность частиц. Области расширяются, создавая в итоге нарушения и разрывы в общем потоке солнечного ветра, который рассеивается из областей высокого давления. Такие структуры солнечного ветра сталкиваются с магнитосферами планет и, возможно, оказывают основное влияние на их характеристики. Так как у Юпитера самая большая магнитосфера во всей Солнечной системе, то эффект от влияния солнечного ветра должен быть значительным в пример другим планетам.


    Изучение этого влияния и взаимодействия также должно пролить свет на механизм полярных сияний на Юпитере, имеет ли он внешний источник, такой как солнечный ветер, либо внутренний, такой как вращение планет. До сих пор среди ученых нет единого мнения на этот счет, так как трудно пока говорить с уверенностью о том, как зависит то, что мы видим на Юпитере от солнечного ветра. В случае с Землей, мы можем конкретно исследовать влияние солнечного потока "по течению", наблюдая за сияниями. Но запланированное сближение с Юпитером должно изменить этот взгляд. На рисунке показана цветная спектрограмма, полученная по данным SWAP, на расстоянии 4.9 а.е. от Солнца и в 0.4 а.е. (или в 60 млн. км) от Юпитера. "Новые Горизонты" проходили через плотную межпланетную среду в период с 11 по 14 января, что отразилось на графике как скачок в скорости солнечного ветра. Скорость ветра сразу за последним "ударной" плотностью составляла около 600 км/с. Медленно уменьшающееся значение скорости после второго образования - это область разрежения, которая возникает, когда более быстрый поток солнечного ветра впереди удаляется от "ударной" области с большей скоростью. В остальном, SWAP определил довольно четкий контур потока.

Радиоизлучение Юпитера

    Юпитер является одним из первых изучаемых земными радиотелескопами объектов, также является одним из "ярчайших" источников радиоволн на небосводе. Ранние данные показали, что у Юпитера есть мощное магнитное поле, а также что Ио значительно на него влияет. Исследования космических станций и земных обсерваторий значительно расширили наши знания в этой области. Радиоизлучение позволяет удалённо изучать плазму. Представленные диаграммы являются графиками частоты-времени, которые показывают зависимость интенсивности излучения от частоты и от времени. Цвет внедрён для передачи интенсивности, где красный - высокая интенсивность, синий - слабая.


    На этой диаграмме представлено огромное количество разнообразных типов излучения системы Юпитера. У каждого из них есть своя аббревиатура. ДМИ - дециметровое излучение (DAM, decametric radiation). Галилео обследовал только низкочастотную часть этого излучения. Он воспринимает только 40 МГц участок, но этот предел чувствительности позволил радиоастрономам с удивительной точностью определить силу внутреннего магнитного поля гиганта. СМИ - излучение с длиной волны в сотни метров (HOM, hectometric radiation). Этот тип радиоэмиссии также связан с Юпитером, и вызван вспышками и сияниями. Источник широкополосного километрового излучения (bKOM, broadband kilometric radiation) ещё до конца не определён. Они могут идти из полярных широт гиганта, а также со стороны тора Ио. Убегающее продолжительное излучение (escaping continuum) - это низкочастотная радиоэмиссия, которая генерируется далеко от поверхности, но в пределах магнитосферы. Захваченное излучение (trapping continuum) имеет частоту меньшую, чем окружающий солнечный ветер, который и мешает ему распространятся, что не даёт этому типу излучения покидать магнитосферу.


    В добавление к предыдущей диаграмме, на этой можно увидеть узкополосную километровую эмиссию (nKOM, narrowband kilometric radiation). Она генерируется около наружного края плазменного тора Ио, на расстоянии 8 - 9 радиусов Юпитера. Кстати, считается, что высокочастотная полоса электронного циклотронного гармонического излучения (EHC, electron cyclotron harmonic) может быть источником того же километрового. Также на диаграмме видно сближение с Ганимедом в виде скачка излучения от плазмы около спутника.

Глобальные изменения

    У самой массивной планеты Солнечной системы продолжают происходить драматические изменения в атмосфере, которые были зафиксированы острым взглядом Космического телескопа Хаббл. Турбулентные облака Юпитера постоянно изменяются из-за возмущений в атмосфере, во время своего плавания вокруг планеты на огромных скоростях до сотен километров в час. Но на этих снимках можно заметить очень быструю трансформацию формы и цвета облаков около экватора, на фоне всего остального полушария. Планета окружена желтыми, коричневыми и белыми лентами. Они отличаются направлениями потоков относительно вращения, а также высотами облаков. Светлые области, где облака выступают выше, называются зонами. Темные регионы, с низкими облаками, называются поясами. Когда эти объекты взаимодействуют, рождаются штормы и турбулентные области. Между 25 марта и 5 июня 2007 года Хаббл заметил изменение цвета облаков. Зоны потемнели и превратились в пояса, а пояса трансформировались в светлые зоны. Облака быстро изменились в форме и размере.


    Снимок слева демонстрирует тонкую полосу белых облаков над экватором Юпитера. Белые оттенки говорят о высоких облаках в юпитерианской атмосфере. На снимке справа видно, что белый цвет облаков поменялся на коричневый. Это говорит об их низкой позиции в атмосфере планеты. Видимо весь пояс слился с тем, который находится ниже. В такой же линии над экватором, небольшие вихри на левом изображении трансформировались в большую волнистую структуру, которую можно увидеть на правом снимке. Доминирующий пояс похож на змею. Такая форма похожа на украшение общей поверхности, а ученым позволяет взглянуть глубже в атмосферу гиганта. Под экватором коричневые фигуры, похожие на акульи плавники, перевернутые вверх ногами, можно заметить на правом снимке. Они появились на месте других облаков, форма которых больше напоминала язык. Под ними видны белые вихревые структуры. Такие глобальные перевороты и ранее замечались, но не с таким разрешением Хаббла. Астрономы использовали земные обсерватории, чтобы обнаружить подобные изменения в 1980-х. Другие мощные трансформации были замечены в начале 1990-х, после запуска Хаббла в космическое пространство. Но тогда он не имел подобного разрешения.

Взгляд КА "Кассини"

    Аппарат Кассини, который находится на орбите Сатурна с 2004 года, также произвел съемку гиганта из внешних границ Солнечной Системы. Красновато-коричневые, белые и коричневые линии облаков Юпитера хорошо видны на этом снимке с орбиты Сатурна. Камера Кассини специально рассчитана на то, чтобы снимать близкие объекты в системе Сатурна, но это изображение говорит о том, что камеру можно использовать и как телескоп. Юпитер здесь находится на расстоянии более, чем в 11 раз превышающим расстояние от Земли до Солнца, или немного более, чем расстояние от Земли до Сатурна. Изображение получено через красный, зеленый и синий спектральные фильтры, а затем скомбинировано для получения натуральных цветовых оттенков. Снимок был сделан 8 февраля 2007 года, в преддверии гравитационного маневра "Новых Горизонтов" около Юпитера, с помощью узкоугольной камеры Кассини, с расстояния 1.8 млрд. км от Юпитера, в фазе 50° на направлении Солнце-Юпитер-Кассини. Разрешение здесь составляет 10,000 км на элемент. Контраст увеличен искусственно в два с половиной раза, для того чтобы можно было четко различать облачные структуры гиганта.


    Еще одно подтверждение того, насколько мощная камера стоит на вооружени Кассини. После съемки Земли с окрестностей орбиты Нептуна Вояджером 2, никакой аппарат больше не производил съемку нашей планеты из внешней Солнечной Системы. На снимке Кассини видна слабая голубая сфера, с маленьким выступом, подразумевающим Луну. Портрет Земли в естественных цветах стал доступен, так как Солнце находилось как раз за Сатурном. Производить съемку планеты, на которой был построен сам Кассини тяжело, так как с орбиты Сатурна Земля находится на очень близком угловом расстоянии от Солнца, которое будет засвечивать изображения. На общем снимке система Земля-Луна видна, как голубоватая точка чуть выше и правее центра. Кассини в этот момент смотрел на Атлантический океан и западное побережье северной Африки. Фаза съемки с Землей составляет 30°. На увеличенной врезке снимок, полученный через монохромный фильтр. На нем Луна видна как туманный выступ в верхней левой части Земли. Из внешней Солнечной Системы через камеру Кассини наша огромная Земля, со всеми знаниями и опытом, накопленными человеком, выглядит всего лишь в несколько пикселей в диаметре.

Продам запчасти трактор.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru