Самый большой шторм в Солнечной системе уменьшается, и планетологи думают, что у них есть объяснение. Это может быть связано с сокращением числа более мелких штормов, которые его питают и, возможно, истощают многовековое Большое Красное Пятно (БКП) Юпитера.
Этот шторм интриговал наблюдателей со своего насеста в южном полушарии Юпитера с тех пор, как он был впервые замечен в середине 1600-х годов. Непрерывные наблюдения за ним начались в конце 1800-х годов, что позволило ученым составить карту постоянного парада изменений. В процессе они узнали довольно много об этом месте. Это область высокого давления, которая генерирует антициклонический шторм шириной 16 000 км с ветрами, достигающими более 321 км в час. Шторм простирается вниз через атмосферу на глубину около 250 км ниже вершин облаков, в основном аммиачных.
Моделирование уменьшения и увеличения Большого Красного Пятна
За последнее столетие ученые заметили, что БКП сокращается, оставив их с головоломкой на руках. У аспиранта Йельского университета Калеба Кивени возникла идея, что, возможно, более мелкие штормы, которые питают БКП, могут играть роль в его истощении. Он и группа исследователей сосредоточились на их влиянии и провели серию 3D-моделей Пятна. Они использовали модель, называемую моделью явной планетарной изэнтропической координаты (EPIC), которая используется при изучении планетарных атмосфер. Результатом стал набор компьютерных моделей, которые имитировали взаимодействие между Большим Красным Пятном и более мелкими штормами различной частоты и интенсивности.
Отдельная контрольная группа моделирования исключила небольшие штормы. Затем команда сравнила результаты моделирования. Они увидели, что более мелкие штормы, по-видимому, усиливают Большое Красное Пятно и заставляют его расти. «Мы обнаружили с помощью численного моделирования, что, подпитывая Большое Красное Пятно более мелкими штормами, как это, как известно, происходит на Юпитере, мы можем регулировать его размер», — сказал Кивени.
Если это правда, то наличие (или отсутствие) этих меньших штормов может быть причиной изменения размера пятна. По сути, множество меньших пятен заставляют его увеличиваться. Меньшее количество маленьких пятен заставляет его уменьшаться. Более того, моделирование команды подтверждает интересную идею. Без принудительного взаимодействия с этими меньшими вихрями Пятно может уменьшиться за период около 2,6 земных лет.
Использование земных бурь в качестве сравнения
Большое Красное Пятно — не единственное место в Солнечной системе, где есть такая долгоживущая система высокого давления. На Земле их много, обычно их называют «тепловыми куполами» или «блоками». Большинство из нас знакомы с тепловыми куполами, потому что мы испытываем их в летние месяцы. Они часто случаются в струйном течении в верхней атмосфере, которое циркулирует по средним широтам нашей планеты. Мы можем винить их за некоторые экстремальные погодные явления, которые испытывают люди, такие как волны тепла и продолжительные засухи. Они, как правило, длятся долго и связаны с взаимодействием с более мелкими переходными погодными явлениями, такими как вихри высокого давления и антициклоны.
Учитывая, что Большое Красное Пятно является антициклонической особенностью, по словам Кивени, это имеет интересные последствия для подобных атмосферных структур на обеих планетах. «Было показано, что взаимодействие с близлежащими погодными системами поддерживает и усиливает тепловые купола, что мотивировало нашу гипотезу о том, что подобные взаимодействия на Юпитере могут поддерживать Большое Красное Пятно», — сказал он. «Проверяя эту гипотезу, мы предоставляем дополнительную поддержку этому пониманию тепловых куполов на Земле».
Постоянно меняющееся Большое Красное Пятно
Помимо изменения размера Большого Красного Пятна, наблюдатели также замечают изменения в его цвете. В основном он красновато-оранжевый, но, как известно, может выцветать до розовато-оранжевого оттенка. Цвета указывают на некоторую сложную химию, происходящую в регионе под воздействием солнечной радиации. Она оказывает влияние на химическое соединение, называемое гидросульфидом аммония, а также на органическое соединение ацетилен. Это создает вещество, называемое толином, которое придает красноватый цвет везде, где оно присутствует.
Временами пятно почти полностью исчезало из-за сложного взаимодействия с особенностью, называемой Южным экваториальным поясом (SEB). SEB — это место, где находится пятно, и когда оно яркое и белое, пятно темнеет. В других случаях происходит обратное изменение цвета. В некоторых случаях сам SEB исчезал в разное время. Никто не знает наверняка, почему это происходит, но это еще один кусочек головоломки атмосферы Юпитера.
Изменения Большого Красного Пятна были тщательно изучены не только с земли, но и космическими аппаратами, начиная с Voyager и заканчивая Galileo, Cassini и Juno. Каждый космический аппарат использовал специализированные приборы для исследования пятна, измерения скорости ветра и температуры, а также отбора проб газа и соединений в верхних слоях атмосферы. Все эти данные питают модели, подобные тем, которые используются в Йельском университете для моделирования вклада небольших штормов в рост и сокращение Большого Красного Пятна.
Для дополнительной информации
Новое объяснение огромного, уменьшающегося «пятна» Юпитера
Влияние кратковременных вихревых взаимодействий на размер и интенсивность Большого Красного Пятна Юпитера
Юнона и Большое Красное Пятно
