Ученые использовали данные, собранные космическим аппаратом Juno для того, чтобы уточнить экваториальный и полярный радиусы Юпитера. Оказалось, что самая большая планета Солнечной системы сплющена у полюсов гораздо сильнее, чем считалось до сих пор.
Исследование Юпитера
Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. И вот уже 50 лет во всех учебниках его экваториальный радиус указан как 66 854 км, а полярный — как 71 492 км. Однако недавняя публикация в журнале Nature Astronomy может изменить это.
До сих пор размеры Юпитера оценивались по всего пяти измерениям, осуществленным аппаратами Voyager и Peoneer почти пять десятилетий назад. Однако еще в 2011 году в Юпитер прибыла автоматическая станция Juno. О.на сама провела 26 измерений размеров газового гиганта. Конкретно анализом этих цифр и занялись ученые.
«Прохождение Juno за Юпитером открывает возможности для новых научных целей. Когда космический аппарат проходит за планетой, его радиосигнал блокируется и отклоняется атмосферой Юпитера. Это позволяет точно измерить размер Юпитера», — говорит главный исследователь Juno, доктор Скотт Дж. Болтон из Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио, Техас.
Настоящий размер Юпитера
Команда Juno в Институте Вейцмана воспользовалась этой новой возможностью. Ученые отслеживали, как радиосигналы искривляются, проходя через атмосферу Юпитера, что позволило им превратить эту информацию в подробные карты температуры и плотности Юпитера, получив самое четкое изображение размера и формы гигантской планеты.
Новые данные показывают, что Юпитер несколько меньше, чем считалось ранее: его ширина на экваторе меньше примерно на 8 км, а на полюсах он более плоский на 24 км. Другими словами, он более уплощен по сравнению с предварительными оценками.
Эти несколько километров в расчетах формы Юпитера имеют принципиальное значение. Изменение радиуса всего на несколько километров позволяет моделям внутреннего строения газового гиганта значительно лучше согласовываться как с гравитационными данными, так и с атмосферными измерениями. Используя самые современные модели внутренней структуры Юпитера, астрономы получили уникальную возможность показать, что уточненная форма планеты помогает устранить расхождения между теоретическими моделями и наблюдениями.
Это исследование имеет более широкое значение для понимания структуры газовых планет в целом, поскольку Юпитер служит стандартным эталоном для изучения газовых гигантов в Солнечной системе и за ее пределами.
Ветры, ураганы и внутреннее строение Юпитера
Профессор Каспи отмечает, что предыдущие измерения не учитывали мощные ветры Юпитера. Включив эти экстремальные ветры в свои расчеты, команда Вейцмана устранила давние расхождения в предыдущих измерениях. «Трудно увидеть, что происходит под облаками Юпитера, но радиоданные дают нам возможность заглянуть в глубину зональных ветров и мощных ураганов Юпитера», — объясняет Каспи.
Работа над ветрами связана с недавним исследованием Каспи и доктора Нимрода Гавриэля, выпускника группы Каспи, об огромных полярных циклонах Юпитера. В этой работе, опубликованной в PNAS, использованы данные миссии Juno о движении этих циклонов, чтобы оценить, на какую глубину они простираются в недра планеты.
В общем-то, лучшее понимание ветров Юпитера позволяет ученым выяснить взаимосвязь между атмосферой планеты и ее глубоким внутренним пространством. Их предсказание недавно было подтверждено микроволновыми измерениями, сделанными космическим аппаратом Juno.
Это исследование помогает астрономам понять, как формируются и эволюционируют планеты. Юпитер, вероятно, был первой планетой, образовавшейся в Солнечной системе, и, изучая то, что происходит внутри нее, мы приближаемся к пониманию того, как образовалась Солнечная система и планеты, подобные нашей.
В будущем методы, разработанные в ходе этих исследований, пригодятся команде при анализе данных по беспилотному космическому аппарату JUICE Европейского космического агентства, запущенному в 2023 году. Миссия оснащена прибором, разработанным Вейцманским институтом, позволяющим глубже заглянуть в атмосферу планеты.
По материалам phys.org
