На поверхности Юпитера образуются впечатляющие облака. Эти образования, как и на Земле, содержат воду, но на газовом гиганте они гораздо более плотные — настолько, что ни один космический аппарат не смог точно определить, что скрывается под ними, пишет Рhys Оrg.
Тем не менее новое исследование, проведенное учеными из Чикагского университета и Лаборатории реактивного движения NASA, дало возможность глубже понять атмосферу планеты, создав наиболее полную на сегодняшний день модель ее атмосферы.
В частности, исследование отвечает на давний вопрос о содержании кислорода на газовом гиганте: по оценкам, Юпитер имеет примерно в полтора раза больше кислорода, чем Солнце. Это открытие помогает ученым уточнить возможные объяснения формирования планет Солнечной системы.
«Это давний спор в планетологии, — пояснил Джихён Ян, научный сотрудник Чикагского университета и первый автор статьи. — Это свидетельствует о том, как новейшее поколение вычислительных моделей может изменить наше понимание других планет».
О бурном небе над Юпитером известно уже более 360 лет — именно тогда астрономы, использующие первые телескопы, зафиксировали интересное, большое и постоянное пятно на поверхности планеты.
Это Большое Красное Пятно — колоссальный шторм, в два раза превышающий размеры Земли, который бушует на протяжении нескольких столетий. Это лишь одно из множества подобных явлений на планете, так как сильные ветры и густые облака создают калейдоскоп штормов, покрывающий всю поверхность Юпитера.
Что именно скрывается под этими бурями, остается загадкой. Облака настолько плотные, что космический аппарат NASA «Галилео» потерял связь с Землей, когда в 2003 году погрузился в более глубокие слои атмосферы. Нынешняя миссия к Юпитеру, «Юнона», занимается изучением планеты с безопасного расстояния на орбите.
Эти орбитальные измерения позволяют узнать о составе верхних слоев атмосферы, включая аммиак, метан, гидросульфид аммония, воду и монооксид углерода. Ученые объединили эти данные с информацией о химических реакциях для создания моделей глубинной атмосферы Юпитера.
Тем не менее, исследования расходятся во мнениях по некоторым вопросам, например, о количестве воды и, соответственно, кислорода на планете. Ян увидел возможность применить новое поколение химического моделирования для решения этой сложной задачи.
Химический состав атмосферы Юпитера крайне сложен. Молекулы перемещаются между очень горячими условиями в глубинах атмосферы и более холодными верхними слоями, изменяя свои фазы и перестраиваясь в различные молекулы через множество различных реакций. Однако необходимо учитывать и поведение облаков и капель.
Чтобы лучше отразить все эти процессы, Ян и его команда объединили химию и гидродинамику в одной модели — это стало первым подобным случаем.
«Необходимы оба подхода, — отметил Ян. — Химия важна, но она не включает в себя свойства капель воды или поведение облаков. Одна лишь гидродинамика слишком упрощает химию. Поэтому важно объединить их».
Итоги работы опубликованы в The Planetary Science Journal.
Изображение: phys.org
