Ученые заглянули под облака Юпитера и узнали больше о рождении Солнечной системы
Когда в XVII веке итальянский астроном Галилео Галилей впервые наведёт свой телескоп на Юпитер, он и представить не мог, сколь многогранной и непостижимой окажется эта планета. За прошедшие более трёх веков астрономы наблюдали её бурные атмосферы, гигантские штормы и феноменальное Большое Красное Пятно. Но только теперь, благодаря мощным моделям, учёные получили возможность «заглянуть» под её плотные облачные покровы — и то, что они обнаружили, может перевернуть наши представления о том, как сформировалась вся Солнечная система.
Новый взгляд на скрытую структуру
Команда исследователей из Чикагского университета совместно с учёными из Лаборатории реактивного движения NASA создала самую подробную на сегодняшний день модель атмосферы Юпитера. Эта модель уникальна тем, что объединяет сложные химические процессы и динамику газов — так называемый гидродинамический перенос — единой математической системой. Проще говоря, в симуляции теперь одновременно учитываются и реакции между молекулами, и движения газов под действием турбулентности, давления и температуры.
До недавнего времени такие модели были либо слишком упрощёнными, либо неспособными обеспечить реалистичную картину движения облаков и газов на глубине. Новая работа позволяет буквально заглянуть «за кулисы» атмосферных явлений Юпитера и понять, что происходит под его облачными слоями, которые для зондов и космических аппаратов остаются непреодолимым барьером.
Больше кислорода — и что это значит
Одно из ключевых открытий модели — Юпитер содержит примерно в полтора раза больше кислорода, чем Солнце. Это важнейший вывод, поскольку кислород — вместе с водородом и гелием — является одним из основных строительных элементов планет. Пропорции этих элементов, по мнению исследователей, дают учёным важную «подсказку» о процессах, происходивших в первичной газопылевой туманности, из которой сформировалась наша Солнечная система.
До сих пор учёные спорили: образовался ли Юпитер на той орбите, где он сейчас, или же мигрировал из более отдалённых областей. Если планета формировалась дальше от Солнца, где вода замерзала в лёд, это изменяло бы условия её роста и состав. Повышенное содержание кислорода может указывать на то, что в ранней истории Юпитера большое значение имели именно водяные льды, а не только газовый аккреционный диск.
Медленное дыхание атмосферы
Другое важное открытие — это необычайно низкая скорость вертикального перемешивания газов в атмосфере планеты. Согласно модели, молекулам может потребоваться не часы, а недели, чтобы мигрировать на вертикальное расстояние внутри атмосферы. Это существенно меняет представления о том, как облака, химические элементы и энергия перераспределяются в гигантском газовом гиганте.
Почему это важно? Если атмосфера менее подвижна, чем считалось, это влияет на распределение тепла, облачных структур и даже на то, где и как могут образовываться внутренние слои планеты. Эта информация пригодится не только для изучения Юпитера, но и для интерпретации наблюдений за другими газовыми гигантами в нашей галактике.
Юпитер как ключ к происхождению планет
Понимание атмосферы Юпитера — не просто очередной шаг в изучении одной планеты. Это часть более широкой задачи: выяснить, как именно формировались планеты в ранней Солнечной системе, как они эволюционировали, и что определяет их конечный химический состав.
На основе подобных моделей астрофизики смогут точнее определить:
- где в протопланетном диске формировались гиганты,
- как элементы распределялись в раннем диске,
- какие процессы влияли на миграцию планет в молодом Солнечном пространстве.
Юпитер, таким образом, оказывается не просто большой планетой с грозными бурями и полосами цвета — он становится живым архивом истории нашей галактики.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что комета 3I/ATLAS вписалась в парад планет на фоне сближения с Юпитером
