Цвет Юпитера был источником восхищения на протяжении столетий. Невооруженным глазом планета выглядит как яркая желтовато-белая точка света в ночном небе. Однако при более близком рассмотрении с помощью телескопов и космических аппаратов Юпитер обнаруживает закрученное полотно ярких цветов и сложную структуру облаков. Так какой же истинный цвет Юпитера — оранжевый или синий? Давайте рассмотрим доказательства.
Ранние наблюдения Юпитера проводились визуально и записывались в виде рисунков и письменных описаний. Эти исторические отчеты описывали Юпитер как планету оранжевого, красного или охристого цвета. В 1600-х годах итальянский астроном Галилео Галилей отметил, что планета имеет «устойчивый, красноватый свет». Спустя столетия другие астрономы продолжали характерно изображать Юпитер как планету оранжевого или коричневатого цвета.
Только в 1970-х годах, когда космические зонды НАСА начали передавать на Землю снимки Юпитера крупным планом, голубые оттенки планеты стали более заметными. Миссии «Вояджер» предоставили беспрецедентный, подробный взгляд на облака Юпитера. Ученые были удивлены преобладанием синего цвета на фотографиях, резко контрастирующего с ржаво-оранжевым оттенком, который большинство ожидало. Это бросило вызов предвзятым представлениям о внешнем виде Юпитера и привело к дебатам о его истинных цветах.
Чтобы понять окраску Юпитера, нам нужно изучить состав и структуру его облаков. Юпитер — газовый гигант, то есть у него нет твердой поверхности, и он почти полностью состоит из газов. Верхний слой представляет собой облачный покров, состоящий в основном из кристаллов аммиачного льда и углеводородов. Ниже этого внешнего слоя по мере движения к ядру образуются более плотные облака, причем газы конденсируются при более высоком давлении. К ним относятся облака жидкого и твердого гидросульфида аммония, а также возможные водяные облака.
В верхних слоях атмосферы Юпитера, где давление аналогично земному, облака из аммиачного льда придают Юпитеру светлый, голубовато-белый вид. Именно эти тонкие, туманные облака на самом верху придают Юпитеру его преимущественно голубой оттенок. Голубой цвет очень отражающий, что заставляет Юпитер приобретать свой фирменный блеск.
Под этими сверхтонкими верхними слоями находятся облака из гидросульфида аммония и капель воды. На промежуточных глубинах этих облаков давление заставляет твердые кристаллы аммиака поглощать красный свет, придавая им более оранжево-коричневый оттенок. Эти оранжевые оттенки можно увидеть через случайные просветы в светлой, беловатой аммиачной дымке наверху.
Даже более глубокие и плотные облака гидросульфида аммония продолжают поглощать больше света и кажутся все более оранжевыми и красноватыми на глубине. Обратная связь от измерений, полученных космическим аппаратом Juno, оценивает, что атмосфера Юпитера переходит от синего к оранжевому и красноватому оттенкам на глубине около 30-40 миль. Под этими слоями облаков находится то, что может быть толстым слоем водяных облаков, находящимся на глубине, где давление примерно в 10 раз превышает давление морей Земли. При таком высоком давлении вода перегревается выше своей критической точки, что делает ее неотличимой от окружающих водородно-гелиевых газов.
Ветры и турбулентность Юпитера также влияют на видимые цвета. Быстро движущиеся струи горизонтально струятся по планете чередующимися полосами восток-запад. Более светлые белые шлейфы, смешанные с голубоватыми оттенками, имеют тенденцию собираться вблизи границ этих струйных течений. Струи перемешивают облака Юпитера, обнажая более глубокие, красные слои и создавая мраморную текстуру. Крупные вращающиеся штормы, такие как знаменитое Большое Красное Пятно, вытягивают более темные газы из глубин атмосферы. Эти штормовые системы демонстрируют поразительные красные оттенки на синем фоне верхних слоев облаков.
Динамическая активность на Юпитере приводит к сложному смешению верхних синих слоев и более глубоких красных. Учитывая эту изменчивость, неудивительно, что художественные интерпретации цвета планеты со временем эволюционировали.
Хотя на некоторых изображениях и в ходе наблюдений Юпитер может выглядеть рыжевато-оранжевым, ученые приходят к выводу, что самые верхние слои облаков придают планете ее типичный бледно-голубой вид. Верхние части облаков аммиачного льда во внешней атмосфере придают Юпитеру сильную синюю отражательную способность и беловатый вид из космоса. На глубине облака постепенно становятся краснее из-за изменений в составе и поглощении света при более высоком давлении. Глубина, ветры и штормы способствуют появлению мозаики синего, белого, оранжевого и красного цветов, видимой в облаках Юпитера. Итак, вкратце:
Газообразные облака аммиака приводят к синей окраске.
Более плотные облака аммиака и гидросульфида аммония поглощают свет и кажутся все более оранжево-коричневыми на глубине.
Обнажают более глубокие красные слои, создавая красочный, мраморный вид Юпитера.
Хотя аспекты Юпитера могут казаться оранжевыми или красными в зависимости от условий наблюдения и активности, планета по сути является бледно-голубоватым шаром с яркими белыми полосами, если смотреть из космоса. Динамичные движения атмосферы Юпитера создают постоянно меняющуюся мозаику красочных видов. Продолжение изучения Юпитера позволит узнать еще больше о великолепной гигантской планете, освещающей нашу Солнечную систему.
| Источник | Описание |
|---|---|
| NASA | Обзор атмосферы и состава облаков Юпитера |
| Калифорнийский технологический институт | Обсуждение поглощения света и изменения цвета с глубиной |
| Американский музей естественной истории | Историческая перспектива наблюдаемого цвета |