Цивилизация
Вращение Большого Красного Пятна (БКП) на Юпитере постепенно ускоряется — это означает, что крупнейший шторм в Солнечной системе становится все более мощным. Статья об этом опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
Большое Красное Пятно на экваторе Юпитера, за которым ученые наблюдают на протяжении свыше 350 лет, — это самый масштабный атмосферный вихрь в Солнечной системе. Время от времени пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет. Газ внутри него вращается против часовой стрелки, совершая один оборот примерно за шесть земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч. Наблюдения с помощью космического телескопа Hubble позволили определить, что с 2009 по 2020 год скорость ветров в нем возросла на 8%. Это касается прежде всего средней скорости ветра на внешней границе шторма, носящей наименование «высокоскоростное кольцо», внутренние же области пятна при этом движутся значительно медленнее.
«Мы обнаружили, что средняя скорость ветра в Большом Красном Пятне заметно увеличилась за последнее десятилетие», — заявил ведущий автор статьи Майкл Вонг из Калифорнийского университета в Беркли. Исследователям удалось исключить некоторые другие возможные причины изменений: сдвиг ветров в окружающей атмосфере или температурные вариации в зависимости от высоты. По мере того, как пятно сжимается и округляется, средняя скорость ветров в высокоскоростном кольце увеличивается. Самые заметные изменения в структуре пятна и скорости его движения произошли во время событий 2017 года, когда поблизости от БКП возник сильный конвективный шторм.
«Когда я впервые увидел эти результаты, я задал вопрос: какой в этом смысл? Никто прежде не видел ничего подобного, — признается Вонг. — Это то, что мог заметить только Hubble. Именно длительные постоянные наблюдения Hubble и сделали возможным это открытие».
Что означают все эти изменения? С уверенностью сказать сложно. Как объясняет Вонг, все, что находится ниже верхних облаков Юпитера, скрыто от Hubble и «невидимо в данных». Но даже с этой оговоркой открытие кажется весьма важным. «Это интересный фрагмент данных, который поможет нам понять, что на самом деле питает Большое Красное Пятно и как оно поддерживает свое существование», — говорит Вонг. Хотя, конечно, предстоит проделать еще большую работу для того, чтобы полностью понять все это.
Изменение скорости ветра, отслеживаемое с помощью телескопа Hubble, составляет менее 2,5 км/ч за земной год. «Мы говорим о таком небольшом изменении, что если бы у нас не было данных Hubble за одиннадцать лет, мы бы попросту этого не заметили, — объясняет Эми Саймон из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте (штат Мэриленд), которая тоже внесла свой вклад в это исследование. — С Hubble у нас появилась точность, необходимая для выявления этой тенденции». Постоянный мониторинг телескопа Hubble позволил исследователям очень точно отслеживать изменения и анализировать все данные по мере их появления. Самые мелкие детали БКП, которые можно выявить на изображениях Hubble, составляют менее 100 км.
Чтобы лучше справляться с обилием данных Hubble, Вонг применил новый подход к их анализу. Он использовал специальное программное обеспечение для отслеживания десятков и даже сотен тысяч векторов скоростей движущихся частиц.
Астрономы пристально изучают «короля бурь» в Солнечной системе с 1870-х годов. Большое Красное Пятно имеет ярко выраженный кирпичный оттенок. Это восходящий поток какого-то вещества из недр Юпитера. Если смотреть немного сбоку, то у шторма будет различима многоуровневая структура слоев, как на свадебном торте, с высокой облачностью в центре, постепенно спускающейся уступами вниз к внешним слоям. Астрономы давно отметили еще одну тенденцию, которая длится уже более века: пятно постепенно уменьшается в размерах и становится более округлым — ранее оно имело более выраженную овальную форму. Его протяженность уменьшилась примерно вдвое, и сейчас это меньше 20 тыс. км, однако вся Земля все еще с лихвой поместится внутрь этого шторма. При нынешних темпах сокращения пятно станет совершенно круглым к 2040 году. В 2019 году Большое Красное Пятно начало «отслаиваться» по краю, некоторые фрагменты шторма стали даже рассеиваться. Это уменьшение и «расслаивание» вызвало у некоторых астрономов опасение, что БКП может вовсе исчезнуть в ближайшие десятилетия. Однако есть и альтернативная точка зрения: видимый размер Большого Красного Пятна отражает лишь состояние облачности над ним, а не истинный размер вихря, который может, наоборот, при этом усиливаться. Само же «отслаивание» может объясняться взаимодействиями с другими циклонами или антициклонами, в процессе которых в БКП могут вливаться более мелкие образования — так что Большому Красному Пятну, существовавшему по крайней мере несколько столетий, не грозит исчезновение.
Помимо наблюдения за этим уникальным долгоживущим штормом, исследователи наблюдают также штормы на других планетах, включая Нептун, где они, как правило, не остаются на одном месте, перемещаются по поверхности планеты и исчезают всего за несколько лет. Подобные наблюдения помогают ученым не только узнавать что-то новое об отдельных планетах, но и делать обобщенные выводы о физических принципах, лежащих в основе поведения планетных бурь и штормов, включая и земные.