Солнечный свет, достигающий Земли, эффективно нагревает земную атмосферу на высоте, значительно превышающей ее поверхность — даже на высоте 250 миль, например, там, где вращается Международная космическая станция. Юпитер более чем в пять раз удален от Солнца, и все же его верхние слои атмосферы в среднем имеют температуру, сопоставимую с температурой на Земле. Источники несолнечной энергии, ответственные за этот дополнительный нагрев, остаются неуловимыми для ученых, изучающих процессы во внешней Солнечной системе.
«Поскольку солнечное нагревание сверху исключено, мы разработали наблюдения, чтобы составить карту распределения тепла по всей планете в поисках любых температурных аномалий, которые могут дать подсказки относительно того, откуда исходит энергия», — объяснил доктор Джеймс О’Донохью, исследователь ученый в БУ и ведущий автор исследования.Астрономы измеряют температуру планеты, наблюдая за испускаемым ею невидимым инфракрасным (ИК) светом. Видимые вершины облаков, которые мы видим на Юпитере, находятся примерно в 30 милях над его краем; ИК-излучение, используемое командой BU, приходило с высоты примерно на 500 миль выше.
Когда наблюдатели BU посмотрели на свои результаты, они обнаружили, что температура на больших высотах намного выше, чем ожидалось, когда их телескоп смотрел на определенные широты и долготы в южном полушарии планеты.«Мы могли почти сразу увидеть, что наши максимальные температуры на больших высотах были выше Большого Красного Пятна, намного ниже — странное совпадение или главный ключ к разгадке?» — добавил О’Донохью.Большое красное пятно Юпитера (GRS) — одно из чудес нашей Солнечной системы. Обнаруженный в течение нескольких лет после того, как Галилей представил телескопическую астрономию в 17 веке, его спиралевидный узор из разноцветных газов часто называют «вечным ураганом».
GRS менялся по размеру и цвету на протяжении веков, простирается на расстояние, равное трем земным диаметрам, и имеет ветры, которым требуется шесть дней для завершения одного вращения. Сам Юпитер вращается очень быстро, совершая один оборот всего за десять часов.
«Большое красное пятно — потрясающий источник энергии для нагрева верхних слоев атмосферы на Юпитере, но у нас не было предварительных доказательств его фактического воздействия на наблюдаемые температуры на больших высотах», — пояснил доктор Люк Мур, соавтор исследования. научный сотрудник Центра космической физики БУ.Решение «энергетического кризиса» на далекой планете имеет последствия для нашей солнечной системы, а также для планет, вращающихся вокруг других звезд.
Как отмечают ученые BU, необычно высокие температуры намного выше видимого диска Юпитера не являются уникальным аспектом нашей Солнечной системы. Дилемма также возникает у Сатурна, Урана и Нептуна и, вероятно, для всех гигантских экзопланет за пределами нашей солнечной системы.«Передача энергии в верхние слои атмосферы снизу была смоделирована для атмосфер планет, но еще не подтверждена наблюдениями», — сказал О’Донохью. «Чрезвычайно высокие температуры, наблюдаемые над штормом, по-видимому, являются« дымящейся пушкой »этой передачи энергии, указывая на то, что нагревание всей планеты является правдоподобным объяснением« энергетического кризиса ». "