11.1 C
Брюссель
Среда, Март 27, 2024
НовостиРаскрыта тайна «энергетического кризиса» Юпитера - недоумевали астрономы на протяжении десятилетий

Раскрыта тайна «энергетического кризиса» Юпитера - недоумевали астрономы на протяжении десятилетий

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Информация и мнения, воспроизведенные в статьях, принадлежат тем, кто их излагает, и они несут ответственность за это. Публикация в The European Times автоматически означает не одобрение точки зрения, а право на ее выражение.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ПЕРЕВОД: Все статьи на этом сайте опубликованы на английском языке. Переведенные версии выполняются с помощью автоматизированного процесса, известного как нейронные переводы. Если сомневаетесь, всегда обращайтесь к оригинальной статье. Спасибо за понимание.

Юпитер показан в видимом свете для контекста под художественным впечатлением от инфракрасного свечения верхних слоев атмосферы Юпитера. Яркость этого верхнего слоя атмосферы соответствует температурам от горячего до холодного в следующем порядке: белый, желтый, ярко-красный и, наконец, темно-красный. Полярные сияния - самые жаркие регионы, и изображение показывает, как тепло может уноситься ветрами от полярного сияния и вызывать нагревание всей планеты. Предоставлено: Дж. О'Донохью (JAXA) / Hubble / NASA / ESA / A. Саймон / Дж. Шмидт

Новое исследование, опубликованное в природа раскрыла решение «энергетического кризиса» Юпитера, который десятилетиями озадачивал астрономов.

Космические ученые из Университета Лестера работали с коллегами из Японского космического агентства (JAXA), Бостонского университета, Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT), чтобы раскрыть механизм нагрева атмосферы Юпитера.

Теперь, используя данные обсерватории Кек на Гавайях, астрономы создали наиболее подробную, но глобальную карту верхних слоев атмосферы газового гиганта, впервые подтвердив, что мощные полярные сияния Юпитера ответственны за нагрев всей планеты.

Доктор Джеймс О'Донохью - исследователь в JAXA, защитил докторскую диссертацию в Лестере и является ведущим автором исследовательской работы. Он сказал:

«Мы впервые начали попытки создать глобальную тепловую карту самых верхних слоев атмосферы Юпитера в Университете Лестера. В то время сигнал не был достаточно ярким, чтобы выявить что-либо за пределами полярных регионов Юпитера, но с учетом уроков, извлеченных из этой работы, несколько лет спустя нам удалось сэкономить время на одном из крупнейших и наиболее конкурентоспособных телескопов на Земле.

«С помощью телескопа Кека мы составили карты температуры с необычайной детализацией. Мы обнаружили, что температуры начинаются очень высокими в пределах полярного сияния, как и ожидалось из предыдущей работы, но теперь мы могли наблюдать, что полярное сияние Юпитера, несмотря на то, что оно занимает менее 10% площади планеты, похоже, нагревает все это.

«Это исследование началось в Лестере и продолжалось в Бостонском университете и НАСА, а затем завершилось в JAXA в Японии. Сотрудники с каждого континента, работающие вместе, сделали это исследование успешным, в сочетании с данными космического корабля НАСА Juno на орбите вокруг Юпитера и космического корабля Хисаки JAXA, космической обсерватории ».

Д-р Том Сталлард и д-р Хенрик Мелин работают в Школе физики и астрономии Университета Лестера. Доктор Сталлард добавил:

«В тонкой атмосфере на вершине каждой гигантской планеты в нашей солнечной системе была очень давняя загадка. С каждой космической миссией Юпитера, наряду с наземными наблюдениями за последние 50 лет, мы постоянно измеряли экваториальные температуры как слишком высокие.

«Этот« энергетический кризис »был давней проблемой - модели не могут правильно моделировать потоки тепла от полярного сияния, или есть какой-то другой неизвестный источник тепла около экватора?

«В этой статье описывается, как мы нанесли на карту эту область с беспрецедентной детализацией и показали, что на Юпитере экваториальное нагревание напрямую связано с полярным сиянием».

Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы попадают в магнитное поле планеты. Они движутся по спирали вдоль силовых линий к магнитным полюсам планеты, ударяя по атомам и молекулам в атмосфере, высвобождая свет и энергию.

На Земле это приводит к характерному световому шоу, которое формирует Северное сияние и Австралис. На Юпитере материал, извергающийся из его вулканической луны Ио, приводит к самому мощному сиянию в Солнечной системе и огромному нагреву в полярных регионах планеты.

Хотя полярные сияния Юпитера долгое время были главным кандидатом на нагрев атмосферы планеты, наблюдения ранее не могли подтвердить или опровергнуть это до сих пор.

Предыдущие карты температуры верхних слоев атмосферы были сформированы с использованием изображений, состоящих всего из нескольких пикселей. Этого разрешения недостаточно, чтобы увидеть, как температура может измениться по всей планете, что дает мало подсказок относительно происхождения дополнительного тепла.

Исследователи создали пять карт температуры атмосферы с разным пространственным разрешением, причем карта с самым высоким разрешением показывает измерение средней температуры для квадратов: два градуса долготы «высокий» и два градуса широты «широкий».

Команда исследовала более 10,000 XNUMX отдельных точек данных, картируя только точки с погрешностью менее пяти процентов.

Модели атмосфер газовых гигантов предполагают, что они работают как гигантский холодильник, с тепловой энергией, отводимой от экватора к полюсу и откладывающейся в нижних слоях атмосферы в этих областях полюсов.

Эти новые открытия предполагают, что быстро меняющиеся полярные сияния могут направлять волны энергии против этого направленного к полюсу потока, позволяя теплу достигать экватора.

Наблюдения также показали область локализованного нагрева в субавроральной области, которую можно интерпретировать как ограниченную волну тепла, распространяющуюся к экватору, что можно интерпретировать как свидетельство процесса, управляющего теплопередачей.

Планетарные исследования в Университете Лестера охватывают всю систему Юпитера, от магнитосферы и атмосферы планеты до разнообразных спутников.

Исследователи из Лестера являются членами миссии Juno, состоящей из глобальной группы астрономов, наблюдающих за планетой-гигантом, и ведущие наблюдения Юпитера с будущего космического телескопа Джеймса Уэбба. Лестер также играет ведущую роль в науке и приборостроении на спутнике Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) Европейского космического агентства (ЕКА), который должен быть запущен в 2022 году.

Источник: «Глобальный нагрев верхних слоев атмосферы на Юпитере полярными сияниями» Дж. О'Донохью, Л. Мур, Т. Бхакьяпайбул, Х. Мелин, Т. Сталлард, JEP Коннерни и К. Тао, 4 августа 2021 г., природа.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03706-w

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрыло решение «энергетического кризиса» Юпитера, который на протяжении десятилетий озадачивал астрономов.

- Реклама -

Еще от автора

- ЭКСКЛЮЗИВНЫЙ СОДЕРЖАНИЕ -Spot_img
- Реклама -
- Реклама -
- Реклама -Spot_img
- Реклама -

Должен прочитать

Последние статьи

- Реклама -