Астрономи за допомогою наземних і космічних телескопів змогли визначити, що за аномальний нагрів верхніх шарів атмосфери Юпітера відповідають вітру, які переносять тепло від регіонів, де вирують полярні сяйва, до екватора гіганта. Стаття опублікована в журналі Nature.
Спостереження за Юпітером показують, що верхні шари атмосфери газового гіганта значно гарячіша, ніж передбачалося на основі його нагрівання сонячним світлом. В якості можливого джерела тепла можуть виступати процеси, які пов’язують магнітосферу планети з атмосферою і породжують потужні полярні сяйва, крім того, пропонувалися ідеї нагріву зовнішніх шарів Юпітера шляхом внутрішніх гравітаційних або акустичних хвиль, що йдуть з нижніх шарів атмосфери. Однак сьогодні даних спостережень не вистачає для певного підтвердження якийсь із цих гіпотез.
Група астрономів на чолі з Джеймсом О’Донохью (James O’Donoghue) з Інституту космосу та астронавтики JAXA вирішила розібратися в загадці нагріву верхніх шарів Юпітера. Вчені проаналізували дані спостережень за Юпітером, отримані за допомогою міжпланетної станції «Юнона», космічного апарату Hisaki та наземної обсерваторії Кека, щоб побудувати глобальні карти розподілу температури верхніх шарів атмосфери. У цьому їм допоміг іон H3 +, який є основною складовою іоносфери Юпітера і знаходиться в діапазоні висот 600-1000 кілометрів від «поверхні» планети (підстави тропосфери, де рівень атмосферного тиску становить один бар).
Дослідники визначили, що температура верхніх шарів поступово знижується від областей, де виникають полярні сяйва, до екватора, і змогли виявити незвичайну нагріту хвилю планетарного масштабу в атмосфері, яка рухалася від полюсів до екватора. Вони прийшли до висновку, що найкраще дані спостережень описує модель, в якій меридіональний вітер, що поширюються в напрямку екватора, переносять з собою тепло, джерелом якого є полярні сяйва, і нагрівають верхні шари атмосфери в багатьох широтах планети. При цьому, інтенсивність нагріву залежить від стану магнітосфери, яка може стискуватися через тиск сонячного вітру і збільшувати висипання заряджених частинок в атмосферу Юпітера поблизу його полюсів.
Раніше ми розповідали про те, як іони H3 + допомогли вченим знайти магнітний екватор Юпітера.