Юпітер — газовий гігант, що переважно складається з водню та гелію. Однак нещодавно науковцям вдалося зазирнути в його глибини, де вони виявили значні кількості кисню. Його там навіть більше, ніж на Сонці, яке значно перевершує цю планету за розмірами.
Глибший погляд на атмосферу Юпітера
Дивовижні хмари кружляють над поверхнею Юпітера. Вони містять воду, як і на Землі, але на газовому гіганті є значно густішими — настільки щільними, що жодному космічному апарату досі не вдалося точно визначити, що приховується під ними.
Але нове дослідження, проведене вченими Чиказького університету та Лабораторії реактивного руху, надало нам глибший погляд на планету, створивши найповнішу на сьогодні модель атмосфери Юпітера.
Серед іншого, аналіз торкається давнього питання про те, скільки кисню містить газовий гігант: за оцінками, у Юпітера приблизно в півтора раза більше кисню, ніж у Сонця. Це допомагає вченим уточнити уявлення про те, як формувалися всі планети Сонячної системи.
Буремна атмосфера Юпітера
Ми знаємо про буремні небеса Юпітера щонайменше 360 років — саме тоді астрономи, використовуючи ранні телескопи, зафіксували цікаву велику постійну пляму на поверхні Юпітера.
Велика Червона Пляма — це величезна буря, удвічі більша за Землю, яка вирує століттями. Це лише одна з багатьох на планеті, адже сильні вітри та глибокі хмари означають, що вся поверхня Юпітера покрита калейдоскопом бур.
Ми точно не знаємо, що саме ховається під цими бурями. Хмари настільки густі, що космічний апарат NASA Galileo втратив контакт із Землею, коли в 2003 році занурювався в нижчі шари атмосфери. Наступна місія до Юпітера, Juno, наразі каталогізує планету з безпечної відстані на орбіті.
Комбінований підхід дослідження
Ці вимірювання з орбіти дозволяють визначити склад верхньої атмосфери: аміак, метан, гідросульфід амонію, воду та оксид вуглецю. Науковці поєднали ці дані зі знанням хімічних реакцій, щоб створити моделі глибокої атмосфери Юпітера. Але дослідження розходяться у деяких питаннях, наприклад, щодо того, скільки води — а з нею й кисню — містить планета.
Джихюн Янг, головний автор статті, побачив можливість застосувати нове покоління хімічного моделювання до цього складного питання.
Хімія атмосфери Юпітера надзвичайно складна. Молекули переміщуються між гарячими умовами глибоко в атмосфері та холоднішими верхніми шарами, змінюючи фази та перебудовуючись у різні молекули через тисячі різних типів реакцій. Але потрібно враховувати й поведінку хмар і крапель.
Щоб краще відобразити всі ці явища, Янг працював із групою науковців над включенням і хімії, і гідродинаміки в одну модель. «Потрібні обидва підходи, — сказав Янг. — Хімія важлива, але вона не враховує водяні краплі чи поведінку хмар. Тільки гідродинаміка надто спрощує хімію. Тому важливо поєднувати їх разом».
Кисень на Юпітері та загадки утворення планети
Серед висновків є новий розрахунок того, скільки кисню міститься на Юпітері. За їхніми аналізами, на Юпітері, ймовірно, приблизно в півтора раза більше кисню, ніж на Сонці.
Десятиліттями науковці сперечалися щодо цього числа. Недавнє велике дослідження оцінювало його значно нижче — лише в третину від кількості на Сонці. Але знання цієї статистики особливо важливе для розуміння того, як утворилася наша Сонячна система.
Усі елементи, з яких складаються планети — і ми самі, — є тими самими матеріалами, що й на Сонці. Проте їхні кількісні співвідношення можуть відрізнятися, і саме ці підказки ми можемо використати, щоб зрозуміти, як формувалися планети.
Наприклад, чи сформувався Юпітер на тому самому місці, де він зараз, чи він сформувався ближче або далі й із часом змістився? Підказки можуть надходити з того факту, що велика частина кисню на планеті перебуває у воді, яка замерзає, і поводиться по-іншому, якщо вона занадто далеко від тепла Сонця. Лід планетам набагато легше накопичувати, ніж водяну пару.
Своєю чергою, розуміння того, які умови приводять до формування різних типів планет, може допомогти нам у пошуку придатних для життя світів за межами Сонячної системи.
За матеріалами phys.org
