Планета Юпитер на протяжении столетий пленяла людей. Будучи самой большой планетой в нашей солнечной системе, Юпитер — это зрелище, которое можно увидеть даже в небольшой телескоп на заднем дворе. Его закрученные полосы облаков и знаменитое Большое Красное Пятно открывают динамичный, красочный и меняющийся мир. Но какого именно цвета Юпитер? Понимание истинных цветов Юпитера было постоянным поиском для астрономов и планетологов. В этой статье мы рассмотрим, что НАСА раскрывает о цветах Юпитера на основе изображений и данных, полученных с различных космических миссий за эти годы.
НАСА имеет долгую историю отправки роботизированных космических аппаратов для изучения Юпитера с близкого расстояния. Эти миссии дали возможность увидеть полярные сияния Юпитера, грозы и завихряющиеся атмосферы. Некоторые ключевые миссии НАСА к Юпитеру включают:
С помощью этого флота космических аппаратов NASA накопило огромное количество данных о крупнейшей планете Солнечной системы. Что касается окраски Юпитера, несколько из этих миссий предоставили ученым важные подсказки.
Юпитер является газовым гигантом, что означает, что у него нет твердой поверхности. Однако у Юпитера есть слои облаков, простирающиеся на десятки миль над его газообразными недрами. Эти облачные палубы состоят из частиц аммиака и гидросульфида аммония, конденсированных из газов в холодной верхней атмосфере Юпитера.
| Облачный слой | Высота | Состав |
|---|---|---|
| Облака из аммиачного льда | 200-300 км | Кристаллы аммиачного льда |
| Облака из гидросульфида аммония | 50-100 км | Кристаллы гидросульфида льда |
Эти верхние слои облаков кажутся светло-желтыми, оранжевыми, коричневыми и даже красноватыми. Но что заставляет облака Юпитера приобретать эти теплые оттенки? Ответ связан с химией.
В облачном покрове Юпитера есть следы сложных органических молекул, называемых хромофорами. Эти красочные соединения взаимодействуют с солнечным светом, поглощая определенные длины волн и отражая другие, в результате чего облака Юпитера кажутся желтыми, оранжевыми и коричневыми.
Некоторые потенциальные хромофоры, придающие Юпитеру его цвета, включают:
Эти хромофоры существуют в крошечных концентрациях, но они оказывают огромное влияние на получаемые нами цвета. Ученые все еще изучают точные химические процессы, происходящие в турбулентной атмосфере Юпитера, которые создают его яркие цвета.
В дополнение к обычным полосчатым слоям облаков Юпитера, планета имеет некоторые необычные и долгоживущие штормовые особенности, которые добавляют ей визуальной сложности. Самым известным является Большое Красное Пятно Юпитера, впервые обнаруженное более 300 лет назад. Этот вращающийся вихрь достаточно велик, чтобы поглотить Землю.
Космический аппарат NASA Juno сделал этот снимок знаменитого Большого Красного Пятна Юпитера в 2017 году (Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Sean Doran)
Поразительный цвет Большого Красного Пятна обусловлен тем, что атмосферные газы с большой высоты поднимаются из более глубоких слоев. Это перемешивающее действие смешивает хромофоры, создавая красноватый оттенок объекта.
Другие пятна и овалы на Юпитере также получают цвет от внутреннего смешивания. Белые овалы, подобные показанному ниже, появляются, когда свежие кристаллы аммиачного льда поднимаются вверх, отражая больше солнечного света.
Редкий белый овальный шторм, запечатленный космическим аппаратом НАСА «Юнона» в 2017 году (Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Sean Doran)
Полюса Юпитера освещаются ослепительными полярными сияниями, похожими на северное и южное сияние Земли. Они образуются, когда заряженные частицы Солнца взаимодействуют с газами в атмосфере Юпитера и его сильным магнитным полем.
Космический аппарат Juno запечатлел эти потрясающие виды полярных сияний Юпитера с помощью своих ультрафиолетовых и инфракрасных инструментов. Полярные сияния светятся яркими оттенками фиолетового, бирюзового, зеленого и розового.
Северное сияние Юпитера светится на этом инфракрасном снимке с космического аппарата NASA Juno (кредит изображения: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)
Эти полярные сияния демонстрируют мощный магнетизм Юпитера. Расположение полярных сияний на полюсах совпадает с тем, где сходятся линии магнитного поля Юпитера и выталкивают заряженные частицы в атмосферу.
В то время как верхние слои облаков создают видимые цвета Юпитера, более глубокие недра планеты также содержат подсказки к его окончательной окраске. Под верхними слоями облаков Юпитер, как полагают, постепенно переходит в плотную, горячую жидкую смесь водорода и гелия, окружающую возможное твердое ядро.
Под огромным давлением глубоко внутри планеты существуют экзотические состояния водорода. Модели предполагают, что внутренности Юпитера состоят из:
Элементный состав недр Юпитера означает, что любой видимый свет, исходящий из более глубоких слоев, вероятно, будет иметь оттенки оранжевого и красного. Однако, без твердой поверхности и с атмосферой, которая толще, чем 1000 Земель, сложенных вместе, у нас нет прямых визуальных доказательств более глубокой окраски Юпитера.
В то время как гобелен оранжевых, желтых, коричневых и красных оттенков украшает верхушки облаков Юпитера, точный цвет планеты десятилетиями бросал вызов ученым. Данные миссий НАСА продолжают давать представление о сложной химии, атмосферных движениях и взаимодействии со светом Солнца, которые делают Юпитер таким произведением искусства цветов.
Космический аппарат Juno, который сейчас вращается вокруг Юпитера, особенно продвинул наше понимание, даже предоставив проблески закрученных структур под слоями облаков. По мере совершенствования визуальных технологий будущие миссии, как мы надеемся, раскроют узоры и цвета Юпитера в более высоком разрешении, запечатлевая этот газовый гигантский мир во всей его художественной красе.