Юпитер — газовый гигант, состоящий преимущественно из водорода и гелия. Однако недавно ученым удалось заглянуть в его глубины, где они обнаружили значительные количества кислорода. Его там даже больше, чем на Солнце, которое значительно превосходит эту планету по размерам.
Более глубокий взгляд на атмосферу Юпитера
Впечатляющие облака кружат над поверхностью Юпитера. Они содержат воду, как и на Земле, но на газовом гиганте они значительно гуще — настолько плотные, что ни одному космическому аппарату до сих пор не удалось точно определить, что скрывается под ними.
Но новое исследование, проведенное учеными Чикагского университета и Лаборатории реактивного движения, придало нам более глубокий взгляд на планету, создав наиболее полную на сегодняшний день модель атмосферы Юпитера.
Среди прочего, анализ затрагивает давний вопрос о том, сколько кислорода содержит газовый гигант: по оценкам, у Юпитера примерно в полтора раза больше кислорода, чем у Солнца. Это помогает ученым уточнить представление о том, как формировались все планеты Солнечной системы.
Бурная атмосфера Юпитера
Мы знаем о бурных небесах Юпитера не менее 360 лет — именно тогда астрономы, используя ранние телескопы, зафиксировали интересное большое постоянное пятно на поверхности Юпитера.
Большое Красное Пятно — это огромная буря, вдвое больше Земли, бушующая веками. Это только одна из многих на планете, ведь сильные ветры и глубокие облака означают, что вся поверхность Юпитера покрыта калейдоскопом бурь.
Мы точно не знаем, что скрывается под этими бурями. Облака настолько густые, что космический аппарат NASA Galileo потерял контакт с Землей, когда в 2003 году погружался в более низкие слои атмосферы. Следующая миссия к Юпитеру, Juno, пока каталогизирует планету с безопасного расстояния на орбите.
Комбинированный подход исследования
Эти измерения с орбиты позволяют определить состав верхней атмосферы: аммиак, метан, гидросульфид аммония, воду и оксид углерода. Ученые объединили эти данные со знанием химических реакций для создания моделей глубокой атмосферы Юпитера. Но исследования расходятся по некоторым вопросам, например, относительно того, сколько воды — а с ней и кислорода — содержит планета.
Джихюн Янг, главный автор статьи, увидел возможность применить новое поколение химического моделирования к этому сложному вопросу.
Химия атмосферы Юпитера очень сложная. Молекулы перемещаются между чрезвычайно горячими условиями глубоко в атмосфере и более холодными верхними слоями, изменяя фазы и перестраиваясь в разные молекулы через тысячи различных типов реакций. Но нужно учитывать и поведение облаков и капель.
Чтобы лучше отразить все эти явления, Янг работал с группой ученых над включением и химии, и гидродинамики в одну модель. «Нужны оба подхода, — сказал Янг. — Химия важна, но она не учитывает водяные капли или поведение облаков. Только гидродинамика слишком упрощает химию. Поэтому важно сочетать их вместе».
Кислород на Юпитере и загадки образования планеты
Среди выводов есть новый расчет того, сколько кислорода содержится на Юпитере. По их анализам, на Юпитере, вероятно, примерно в полтора раза больше кислорода, чем на Солнце.
Десятилетиями ученые спорили по этому числу. Недавнее обширное исследование оценивало его значительно ниже — лишь в треть от количества на Солнце. Но знание этой статистики особенно важно для понимания того, как образовалась наша Солнечная система.
Все элементы, из которых состоят планеты — и мы сами, — являются теми же материалами, что и на Солнце. Однако их количественные соотношения могут отличаться, и именно эти подсказки мы можем использовать, чтобы понять, как формировались планеты.
Например, сформировался ли Юпитер на том же месте, где он сейчас, или он сформировался ближе или дальше и со временем сместился? Подсказки могут исходить из того факта, что большая часть кислорода на планете находится в воде, которая замерзает и ведет себя по-другому, если она слишком далеко от тепла Солнца. Лед планетам гораздо легче накапливать, чем водяной пар.
В свою очередь, понимание того, какие условия приводят к формированию различных типов планет, может помочь нам в поиске пригодных для жизни миров за пределами Солнечной системы.
По материалам phys.org
