Несмотря на тусклое Солнце, атмосфера Юпитера раскаляется до сотен градусов благодаря не стихающим полярным сияниям. Волны аномальной жары быстро уносят тепло дальше к экватору.
Тепловая карта северного полушария Юпитера, наложенная на оптический снимок планеты: видны раскаленная область атмосферы у полюса и волна жары, распространяющаяся к югу / ©James O’Donoghue
Глядя на Юпитер, мы видим его мощную густую атмосферу, наполненную завихрениями колоссальных ураганов. Планета находится довольно далеко от Солнца и получает менее четырех процентов от того излучения, которое достается на дистанции Земли. Исходя из этого, моделирование предсказывает, что температура верхних слоев юпитерианской атмосферы должна составлять около минус 70 градусов Цельсия. Однако на деле она куда горячее, в некоторых участках — на сотни градусов выше нуля. В причине этого явления разобрались ученые из Японского космического агентства (JAXA), которые представили свою работу на прошедшем в Испании ежегодном конгрессе Europlanet (EPSC).
В 2021 году, выступая на предыдущей встрече EPSC, Джеймс О’Донахью (James O’Donoghue) и его коллеги из JAXA обнародовали температурные карты верхних слоев атмосферы Юпитера. Уже тогда исследователи предположили, что источником их аномального разогрева могут выступать полярные сияния. Так проявляют себя сложные взаимодействия между глобальным магнитным полем планеты и потоком заряженных частиц, приходящим от Солнца. Магнитосфера Юпитера куда мощнее земной, поэтому полярные сияния там намного сильнее и не угасают никогда.
Теперь О’Донахью и соавторы подтвердили роль полярных сияний в разогреве газового гиганта. Внимательно изучив данные о температуре верхних слоев атмосферы Юпитера, ученые обнаружили, что в непосредственной близости от сияний она достигает 700 градусов Цельсия, а затем ветры уносят раскаленные газы в сторону экватора. Этот процесс происходит постоянно, но в отдельные моменты резко усиливается. Из-за особенно бурных взаимодействий солнечной плазмы с магнитосферой планеты в атмосфере возникают мощные волны аномальной жары, которые быстро распространяются от полюсов.
Ученые проследили за одной из таких волн, которая двигалась с севера, достигая скорости в тысячи километров в час и ширины в 130 тысяч километров — на порядок больше диаметра Земли. Таким образом, тепло, сгенерированное в верхних слоях атмосферы Юпитера под действием солнечной плазмы, разогревает их до высоких температур. Это тепло быстро распределяется к приэкваториальным областям, причем иногда процесс дополнительно усиливается волнами аномальной жары, достигающими поистине юпитерианских масштабов.
