что такое большое красное пятно и с какой планетой оно ассоциируется
Первое 3D-изображение атмосферы Юпитера Статьи редакции
Данные собрал зонд «Юнона», вращающийся вокруг планеты с 2016 года. Он впервые измерил глубину Большого Красного пятна — более 350 километров.
Учёные составили первое трёхмерное изображение атмосферы Юпитера на основе данных межпланетной станции «Юнона» (Juna), запущенной в 2011 году. Об этом сообщается на сайте NASA.
Микроволновый радиометр MWR «Юноны» смог заглянуть под слой облаков Юпитера и измерить глубину Большого Красного пятна — огромного антициклона, который астрономы наблюдают с 1665 года.
Оказалось, шторм простирается на 350-500 километров вглубь атмосферы — это ниже того уровня, на котором вода и аммиак юпитерианской атмосферы конденсируются в плотные облака. При этом зональные вихри вокруг Большого Красного пятна уходят ещё глубже — почти на три тысячи километров вниз.
Высота и размер Большого Красного пятна означают, что концентрация атмосферной массы внутри шторма потенциально может быть обнаружена приборами, изучающими гравитационное поле Юпитера.
Диаметр Большого Красного пятна составляет около 16 тысяч километров. По словам авторов исследования, «это гигантский шторм» — ветер в нём непрерывно дует со скоростью 500 километров в час. «Если бы вы поместили Землю в этот шторм, он поглотил бы и космическую станцию», — объяснил Йохай Каспи. При этом размер Большого Красного пятна постоянно уменьшается — в начале наблюдений его диаметр достигал 40-50 тысяч километров.
Учёные обнаружили непонятную взаимосвязь между направлением вращения вихрей в юпитерианской атмосфере и их температурной картой. Те вихри, которые вращаются по направлению вращения планеты, теплее в верхней части и холоднее в нижней. Вихри, которые вращаются в обратную сторону, холоднее сверху и теплее внизу.
Также астрономы не могут понять, как образуются стройные атмосферные пояса Юпитера — белые и красноватые полосы облаков, которые разделены сильными ветрами, дующими в противоположных направлениях. Данные «Юноны» показывают, что в их формировании может играть роль газообразный аммиак — он перемещается вверх и вниз «в удивительной согласованности с наблюдаемыми струйными потоками».
Датчики межпланетной станции смогли охватить и полярные области Юпитера, собрав данные о гигантских циклонических штормах. Оказалось, эти атмосферные образования (восемь на северном плюсе и пять на южном) чрезвычайно устойчивы и остаются на одном и том же месте.
Большое Красное Пятно. Тайна Юпитера
Большое Красное Пятно. Шторм, превышающий по размерам Землю и достаточно мощный, чтобы поглощать более мелкие штормы, является одной из самых узнаваемых особенностей атмосферы Юпитера. Да и всей Солнечной системы. Скорость ветра внутри этого антициклона может достигать 600 километров в час. Эту выдающуюся особенность астрономы Земли наблюдают с середины 17 века. И она уже долгое время вызывает большой интерес у ученых.
Тайна Большого Красного Пятна
Многое о Большом Красном Пятне до сих пор неизвестно. В том числе то, когда и как оно образовалось, что придает ему красный цвет, и почему оно существует намного дольше, чем любые другие штормы, которые наблюдаются в атмосфере Юпитера. Астрономы считают, что положение Большого Красного Пятна, которое находится в 22 градусах к югу от экватора Юпитера, связано с заметными облачными полосами в атмосфере планеты.
Эти цветные чередующиеся полосы, называемые поясами (темные полосы) и зонами (светлые полосы), расположены параллельно экватору Юпитера. Исследователи не до конца понимают, что именно вызывает окрашивание этих полос и зон. Но в качестве факторов, способствующих этому, рассматриваются различия в их химическом составе, температуре и прозрачности атмосферы для света. Эти полосы также вращаются в противоположных направлениях. Это означает, что движутся они тоже в противоположных направлениях относительно своих соседей. Границы между полосами и зонами характерны сильными ветрами, называемыми зональными струями.
Большое Красное Пятно ограничивается восточной струей к северу и западной струей к югу. Из-за этого шторм находится на постоянной широте. Однако Большое Красное Пятно претерпело значительные изменения по долготе с течением времени. И последние данные свидетельствуют о том, что его скорость продольного движения на запад увеличивается.
Как и Большое Красное Пятно, полосы претерпели небольшое изменение широты за время, в течение которого они наблюдались. Исследователи не совсем понимают природу полосчатой структуры. Но у нас есть доказательства того, что светлоокрашенные зоны — это области восходящего материала, а темные пояса — это области материала, погружающегося в атмосферу.
Жидкий водород
На Земле существует четкая граница между атмосферой и поверхностью планеты. Поверхность нашей планеты — это в основном жидкая вода. Однако под облаками Юпитера нет океанов. Ученые считают, что атмосфера планеты плавно переходит до состояния жидкого водорода внутри планеты. Возможно, у Юпитера есть твердое ядро. Но, скорее всего, оно находится очень глубоко. И погребено под толстым слоем жидкого металлического водорода. В этом состоянии водород проявляет свойства металла.
Что еще мы знаем о Великом Красном Пятне? Мы знаем его размер, форму и цвет. Анализ новых данных показывает, что оно сжимается. И становится более круглым и высоким. Его цвет также меняется с течением времени. Что провоцирует эти изменения, и что они значат для будущего гигантской бури? Исследователи разводят руками.
Космический аппарат НАСА Юнона, в настоящее время находящийся на орбите Юпитера, собирает много данных об облачных полосах и Большом красном пятне. Эти новые данные, будем надеяться, дадут представление о многих особенностях атмосферы Юпитера.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Большое Красное Пятно
Большое Красное Пятно – не только отличительная особенность Юпитера, но и всей Солнечной системы. Это масштабный шторм, который по своим размерам втрое крупнее земного диаметра! Так что за ним могли наблюдать еще при помощи примитивных телескопов.
Изображения Большого Красного Пятна Юпитера, полученные космическим телескопом Хаббл в течение 20 лет, показывают, как за последние годы уменьшился размер пятна.
Это антициклоническая буря, вращающаяся на 22°. Ученые полагают, что более темный красный цвет происходит от частичек серы и аммиака, поступающих из глубины планетарной атмосферы. Они темнеют и светлеют, основываясь на контакте с солнечными лучами. Есть и меньшие бури, но они чаще всего белые и темнеют с увеличением объема.
Сравнение размеров Большого Красного Пятна и Земли
Исследователи пока не могут сказать временное это явление или же постоянное. Но оно уже было, когда на Юпитер взглянули в 1600-х гг. Сейчас отмечают, что его размер сокращается, но он все еще есть.
Интенсивный красный цвет виден только в Большом Красном Пятне и нескольких гораздо меньших точках на планете. Исследователи считают, что важную роль играет высота, ведь пятно расположено в верхних атмосферных слоях. Оно достигает гораздо больших высот, чем облака в других местах Юпитера.
Край Большого Красного Пятна Юпитера совершает обороты на ускорении в 360 км/ч. В размере охватывает 24000 км х 12000 км. На таком участке можно разместить 2-3 земли. Край возвышается на 8 км над окружающими облачными вершинами.
Если процесс сокращения продолжится с сегодняшней скоростью, то оно станет практически круглым в 2040-м году, а однажды просто исчезнет. Теперь вы знаете, чем является Большое Красное Пятно на Юпитере.
Большое красное пятно Юпитера
Большое красное пятно представляет собой гигантский вихрь, который бушует в атмосфере Юпитера уже несколько сотен лет. Вихрь настолько огромен, что считается самым крупным атмосферным вихрем в Солнечной системе: если брать его линейные размеры, то внутрь Большого красного пятна Юпитера уместилось бы три такие планеты как Земля.
Сравнение размера Земли и большого красного пятна Юпитера.
Что представляет собой Большое Красное пятно?
В начале наблюдений Красное пятно имело размеры около 40 тысяч километров в длину и 13 тысяч километров в ширину. C 1930-х годов его размер постоянно уменьшается: в 1979 году он составлял 23 300 км, в 2014 году — 16 500 км. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час.
“Технически”, Красное пятно представляет собой постоянную зону высокого давления, создающую антициклонический шторм: т.е., как и земным антициклоны, вращающийся против часовой стрелки. Шторм совершает полный оборот вокруг планеты за шесть земных дней, причем период вращения пятна за последние несколько десятков лет увеличился, некоторые ученые связывают это с уменьшением площади пятна. Скорость ветра у краев урагана достигает 500 км/ч, тогда как внутри, похоже, все более спокойно.
Считается, что впервые шторм на Юпитере наблюдал Джованни Кассини в 1665 году, однако, так как постоянные записи наблюдений не велись по крайней мере до 1830-го года, вполне возможно, что “старое” и “новое” пятно – явления схожие, но все же разные. В любом случае, Большому Красному пятну на текущий момент времени от 180 до 350 лет. Неплохо для атмосферного явления?
Впервые большое красное пятно Юпитера было сфотографировано с близкого расстояния космическим аппаратом “Пионер-10” в 1973 году, затем в 1979 фотографирование Юпитера и его атмосферных явлений проводилось аппаратами “Вояджер-1” и “Вояджер-2”. В 1995 году на орбиту Юпитера был выведен космических зонд “Галилео“, а в 2007 году к Юпитеру приблизился аппарат “Новые Горизонты“.
Инфракрасные снимки Красного пятна показали, что температура вихря несколько ниже прилегающих участков и составляет около −160 °C. При этом центральная часть пятна на несколько градусов теплее её периферийных частей. Верхний слой облаков вихря находится примерно на 8 км выше верхней кромки окружающих облаков. Широта, на которой находится пятно, постоянна (22° южной широты), зато его долгота постоянно меняется — с начала XIX века пятно обежало вокруг Юпитера по крайней мере 10 раз.
Анимация составленная из фотографий атмосферы Юпитера дает неплохое представление о движении красного пятна по её поверхности
Чем объясняется размер и долгий срок “жизни” большого красного пятна Юпитера?
Надо отметить, что Большое Красное пятно не единственный долговременный шторм на Юпитере, правда уж точно самый большой. Другие “пятна-ураганы” могут иметь белый, коричневый и красный цвет и существовать десятки лет. Пятна в атмосфере Юпитера зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии, но устойчивые, существующие длительное время имеются почему-то только в Южном.
Ввиду разницы скоростей течений атмосферы Юпитера иногда происходят “столкновения” ураганов. Одно из них имело место в 1975 году, в результате чего красный цвет большого пятна «поблёк» на несколько лет. По-видимому продолжительное существование пятна связано с тем, что оно никогда не контактирует с твердой поверхностью, как, например, ураганы на Земле, а также с тем, что оно постоянно поддерживается внутренними источниками тепла планеты.
На самом деле, красное пятно Юпитера – не единственный гигантский шторм на этой планете (слева, чуть ниже экватора). Посмотрите внимательно и без труда найдете белые, коричневые и прочие «пятна» несколько меньшего размера. Всё эо также юпитерианские вихри в атмосфере
Компьютерные модели показывают, что стабильность таких атмосферных явлений на Юпитере — обычное дело, и что более сильные ураганы могут поглощать более слабые. Скорее всего именно с помощью поглощений других ураганов большое красное пятно достигло своего огромного размера.
Непонятно на данный момент, почему вихри Юпитера имеют разный цвет. По одной из гипотез, пока ураган находится на одинаковой высоте с общей поверхностью верхнего края атмосферы, он имеет белый цвет. Но когда его мощность увеличивается, вихрь поднимается несколько выше общего слоя облаков, где ультрафиолетовое излучение Солнца химически изменяет цвет, придавая ему красноту. также, вполне возможно, что такой оттенок вихрю придают соединения фосфора.
Гигантские «пятна-ураганы» присущи не только Юпитеру, но и другим газовым планетам. В частности, известно Большое тёмное пятно на Нептуне.
«Юнона» увеличила глубину Большого Красного Пятна
Планетологи из команды межпланетной станции «Юнона» представили результаты исследования объемной структуры трех юпитерианских вихрей — циклона и двух антициклонов, в том числе Большого Красного Пятна. Оказалось, что знаменитый антициклон уходит в атмосферу гораздо глубже, чем считалось ранее, а два других вихря простираются ниже уровня конденсации водяного пара, что также плохо вписывается в текущие модели строения атмосферы газового гиганта. Статьи (1, 2) опубликованы в журнале Science.
«Юнона» работает на орбите вокруг Юпитера с середины 2016 года, исследуя атмосферу, магнитное поле и внутреннее строение газового гиганта. Благодаря ей ученые сделали целый ряд открытий, в частности увидели динамику юпитерианских сияний, нашли спрайты и вспышки гроз в атмосфере гиганта, а также построили карту магнитного поля планеты. Одной из основных научных задач «Юноны» является исследование внутренней структуры широтных зон и поясов, благодаря которым Юпитер кажется полосатым, а также определение строения и изучение длительной эволюции ураганов, таких как Большое Красное Пятно.
Планетологи, работающие с данными «Юноны», опубликовали новые результаты. Группа, возглавляемая Марцией Паризи (Marzia Parisi) из Лаборатории реактивного движения NASA, анализировала данные гравиметрических измерений, чтобы определить глубину Большого Красного Пятна — крупнейшего антициклона в Солнечной системе, наблюдаемого на Юпитере уже более трех столетий. Более ранние оценки основывались на данных инструмента MWR и составляли около 240 километров. В новой работе приводятся гораздо большие оценки — от 200 до 500 километров.
Ученые выделяют две особенности Пятна. Во-первых, с точки зрения соотношения длины и ширины (0,5 процента) оно проигрывает земным циклонам и антициклонам, для которых величина соотношения размеров составляет 1-4 процента. Во-вторых, пока что неясно, почему глубина Пятна во много раз меньше, чем окружающие его атмосферные потоки, которые управляют антициклоном и простираются на три тысячи километров вглубь планеты.
Другая группа планетологов во главе со Скоттом Болтоном (Scott Bolton) из Юго-западного научно-исследовательского института анализировала данные, собранные бортовым микроволновым радиометром станции. Им удалось оценить трехмерную структуру трех атмосферных вихрей (в том числе и Большого Красного Пятна), которые наблюдались во время сближения станции с Юпитером. Ученые подтвердили выводы предыдущей группы о том, что Большое Красное Пятно уходит вглубь атмосферы не более чем на 500 километров.
