У закрученому балдахіні атмосфери Юпітера безхмарні плями настільки виняткові, що великі отримують спеціальну назву "гарячі точки". Точно, як утворюються ці галявини і чому вони знайдені лише біля екватора планети, давно є загадками. Тепер, використовуючи зображення космічного корабля Кассіні НАСА, вчені знайшли нові докази того, що гарячі точки в атмосфері Юпітера створюються хвилею Россбі, яка також спостерігається в атмосфері і океанах Землі. Команда виявила, що хвиля, яка відповідає за гарячі точки, ковзає вгору та вниз по шарах атмосфери, як коник на каруселі на іграх.
"Це перший раз, коли хтось уважно відстежував форму декількох гарячих точок протягом певного періоду часу, що є найкращим способом оцінити динамічний характер цих особливостей", - сказав головний автор дослідження Девід Чой, науковий співробітник NASA працюючи в Центрі космічних польотів НАСА Годдарда в Грінбелті, штат Міссурі. Документ публікується в Інтернеті в квітневому номері журналу Icarus.
Чой та його колеги зняли фільми, що проміжок часу, із сотень спостережень, зроблених Кассіні під час прольоту Юпітера наприкінці 2000 року, коли космічний апарат здійснив найближчий наближення до планети. Фільми збільшують лінію гарячих точок між одним із темних поясів Юпітера та яскраво-білими зонами, приблизно в 7 градусах на північ від екватора. Протягом приблизно двох місяців (за земним часом), дослідження вивчає щоденні та щотижневі зміни розмірів та форм гарячих точок, кожна з яких в середньому займає більше площі, ніж Північна Америка.
Багато з того, що вчені знають про гарячі точки, надійшло від місії NASA Galileo, яка випустила атмосферний зонд, який спустився в гарячу точку в 1995 році. Це було першим і поки що єдиним на місцях дослідженням атмосфери Юпітера.
"Дані зонду Галілео та жменька зображень орбіт натякали на складні вітри, що кружляли навколо та крізь ці гарячі точки, і ставили питання про те, чи є вони принципово хвилями, циклонами чи чимось між ними", - сказав Ешвін Васавада, співавтор паперу, який базується в лабораторії реактивного руху NASA в Пасадені, Каліфорнія, і був членом групи кадрів Кассіні під час прольоту Юпітера. "Фантастичні фільми Кассіні зараз дуже детально показують весь життєвий цикл та еволюцію" гарячих точок ".
Оскільки гарячі точки - це перерви в хмарах, вони подають вікна в нормально небачений шар атмосфери Юпітера, можливо, аж до рівня, де можуть утворюватися водні хмари. На знімках гарячі точки виглядають тіньовими, але оскільки глибші шари тепліші, гарячі точки дуже яскраві на інфрачервоній довжині хвилі, де відчувається тепло; насправді саме так вони отримали свою назву.
Однією з гіпотез є те, що гарячі точки виникають, коли великі протяги повітря занурюються в атмосферу і нагріваються або висушуються в процесі. Але дивовижна регулярність гарячих точок змусила деяких дослідників підозрювати, що тут задіяна атмосферна хвиля. Як правило, вісім-10 гарячих точок вишикуються, приблизно рівномірно розподіленими, з щільними білими хмарними шматками між ними. Цю закономірність можна пояснити хвилею, яка штовхає холодне повітря вниз, розбиваючи будь-які хмари, а потім переносить тепле повітря вгору, викликаючи важкий хмарний покрив, що спостерігається в шлейфах. Комп'ютерне моделювання посилило цю лінію міркувань.
З фільмів про Кассіні дослідники склали карту вітрів у кожній гарячій точці та шлейфу та вивчили взаємодію з вихорами, які проходять повз, крім вітрових гвинтових витків або спіральних вихрів, які зливаються з гарячими точками. Щоб відокремити ці рухи від струменевого потоку, в якому проживають гарячі точки, вчені також відслідковували рухи маленьких хмарних «хмарочосів», схожих на циркусові хмари на Землі. Це забезпечило те, що може бути першим прямим вимірюванням справжньої швидкості вітру реактивного потоку, який набирався приблизно від 300 до 450 миль / год (500 - 720 кілометрів на годину) - набагато швидше, ніж хтось раніше думав. Гарячі точки змінюються в більш неквапливому темпі близько 225 миль / год (362 кілометри на годину).
Роздратувавши ці окремі рухи, дослідники побачили, що рухи гарячих точок відповідають схемі хвилі Россбі в атмосфері. На Землі хвилі Россбі відіграють головну роль у погоді. Наприклад, коли вибух холодного арктичного повітря раптово опускається вниз і замерзає врожаї Флориди, хвиля Россбі взаємодіє з полярним струменем і відсилає його від свого типового ходу. Хвиля подорожує навколо нашої планети, але періодично бродить на північ і південь, коли йде.
Хвиля, що відповідає за гарячі точки, також обходить планету на захід на схід, але замість того, щоб бродити на північ і південь, вона ковзає вгору і вниз в атмосфері. Як вважають дослідники, ця хвиля може піднятися і впасти на висоту 15 - 30 миль (24 - 50 кілометрів).
Нові дані повинні допомогти дослідникам зрозуміти, наскільки добре спостереження, повернені зондом Галілео, поширюються на іншу атмосферу Юпітера. "І це ще один крок у відповіді на більшість питань, які все ще оточують гарячі точки Юпітера", - сказав Чой.
