Многие загадки скрываются под красивыми хаотичными облаками Юпитера, но с помощью некоторых умных астрономических методов и космического корабля НАСА «Юнона» одна из самых больших загадок гигантской планеты может быть близка к разгадке.
Как мы знаем, вода - это ключ к жизни на Земле. Наши усилия по поиску жизни в других мирах зависят от обнаружения этого важного соединения. Хотя ученые не считают, что жизнь обитает на Юпитере, обнаружение юпитерианского резервуара является одной из самых насущных проблем планетологии. Обнаружение этой воды поможет нам понять, как развивались Солнечная система и сам Юпитер. К сожалению, Юпитер, как известно, плохо обнаруживает воду глубоко в своей плотной атмосфере, оставляя ученых и их модели планетарного формирования на плаву.
До того, как мы отправили космический корабль для исследования Юпитера, ученые предполагали, что газовый гигант содержит большое количество H2O. Логика была проста: Земля покрыта влажным веществом, а на различных спутниках, вращающихся вокруг планет-гигантов, много воды. Таким образом, Юпитер, самая массивная и самая гравитационно доминирующая планета в Солнечной системе, должна была захватить львиную долю воды Солнечной системы, когда она сформировалась миллиарды лет назад..
Эта логика была разрушена в 1995 году, когда миссия НАСА «Галилео» запустила зонд в атмосферу планеты для измерения ее состава. Ко всеобщему удивлению, воды катастрофически не хватало. Как оказалось, зонд «Галилео» мог не обнаружить воду просто потому, что его уронили не в том месте. Это как если бы зонд прыгнул с парашютом над пустыней на Земле. Дело не в том, что на нашей планете нет воды, просто пустыни не известны тем, что наводнены водой. Атмосфера Юпитера динамична, со струйными течениями, штормами и неоднородным составом; Зонд мог исследовать только атмосферу, через которую он путешествовал, в одном месте, и это место могло быть таким же сухим, как пустыня.
Ситуация, однако, изменилась, когда исследователи использовали мощный инструмент W. M. Обсерватория Кека и Инфракрасный телескоп НАСА на Мауна-Кеа на Гавайях, чтобы заглянуть вглубь самого большого шторма Юпитера, Большого Красного Пятна. Они опубликовали свои наполненные водой новости в исследовании, опубликованном в августе 2018 года в Astrophysical Journal под руководством астрофизика Гордона Л. Бьоракера из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
«Спутники, вращающиеся вокруг Юпитера, в основном состоят из водяного льда, поэтому во всем районе много воды», - сказал Бьоракер в заявлении НАСА. «Почему планета - которая представляет собой этот огромный гравитационный колодец, куда все падает - тоже не может быть богатой водой?»
Для расследования команда Бьоракера измерила инфракрасное излучение, просачивающееся из-под облаков. В частности, они изучили инфракрасный спектр поглощения определенного типа метана, который, как известно, существует в виде пара по всей планете. Это инфракрасное излучение должно беспрепятственно просачиваться сквозь облака, но при наличии облаков это излучение будет блокировано. Во время анализа наблюдений Большого Красного Пятна Юпитера исследователи обнаружили, что три отдельных слоя облаков блокируют прохождение этого инфракрасного сигнала через атмосферу, что согласуется с теоретическими предсказаниями наличия богатых водой облаков. Они также обнаружили большое количество угарного газа, что позволяет предположить, что в атмосфере Юпитера имеется много кислорода (O), который химически связывается с молекулярным водородом (H2) с образованием воды (H2O), если температура и давление являются правильными.
Следующим шагом будет использование этих данных для дополнения наблюдений Юноны за Юпитером. Космический корабль может проводить спектроскопические наблюдения еще глубже в атмосфере Юпитера, и он будет делать это для всей планеты, а не только для Большого Красного Пятна. Но если Юнона также обнаружит этот возможный слой водяного облака, методы, разработанные командой Бьоракера с использованием телескопов на Земле, окажутся эффективными при поиске воды глубоко внутри Юпитера, тем самым решив водную тайну газового гиганта. Затем эти методы можно будет использовать для глубокого исследования атмосфер других планет.
«Если это сработает, то, возможно, мы сможем применить его в другом месте, например, на Сатурне, Уране или Нептуне, где у нас нет Юноны», - заявила соавтор исследования и эксперт по планетарным атмосферам Эми Саймон.
Интересно
НАСА назвало миссию «Юнона» в честь римской богини Юноны, которая была замужем за Юпитером и обладала удобной способностью видеть сквозь облака.