Большое рентгеновское пятно на юпитере кратко
Обновлено: 30.06.2024
Самая большая в Солнечной системе, пятая от Солнца, планета получила имя верховного римского бога Юпитера. Когда она бывает видна, ее несложно найти среди звезд на небе по яркости она уступает лишь Венере.
Красное пятно и белый овал
Поверхность Юпитера нельзя наблюдать непосредственно из-за плотного слоя облаков, представляющих собой картину чередующихся темных полос и ярких зон. Различия в цвете полос объясняются небольшими химическими и температурными различиями. Положения и размеры полос и зон постепенно изменяются со временем. Яркие цвета, которые видны в облаках Юпитера, вероятно, результат искусных химических реакций примесей элементов в его атмосфере, возможно, включающих серу, чьи соединения создают широкое разнообразие цветов. Темные полосы и светлые зоны облачной структуры Юпитера, скорость которых иногда достигает 500 км/час, и самим существованием, и своей формой обязаны ураганным ветрам, опоясывающим планету в меридиональном направлении. На Земле ветры создаются большим различием в температуре более чем в 40° Цельсия между полюсом и экватором. А вот и полюс, и экватор Юпитера имеют примерно одну и ту же температуру (130°C), по крайней мере, у основания облаков. Очевидно, ветры Юпитера управляются главным образом его внутренним теплом, а не солнечным, как на Земле.
Атмосфера Юпитера состоит примерно из 81% водорода и 18% гелия. Кроме водорода и гелия в атмосфере Юпитера найдены в виде примесей незначительное количество метана, аммиака, фосфора, водяного пара и разнообразных гидрокарбонатов. В целом же химический состав атмосферы всей планеты существенно не отличается от солнечного и имеет сходство с небольшой звездой.
Наиболее поразительной особенностью юпитерианской атмосферы является Большое Красное Пятно колоссальный атмосферный вихрь, который был обнаружен земными наблюдателями более 150 лет назад. Большое Красное Пятно овал размером 12 000 х 25 000 км (то есть два земных диска). Вещество в Большом Красном Пятне перемещается против часовой стрелки, делая полный оборот за 7 земных суток. Пятно смещается относительно среднего положения то в одну, то в другую сторону. Исследования показывают, что 100 лет назад его размеры были вдвое больше.
В 1938 году было зафиксировано формирование и развитие трех больших белых овалов вблизи 30° южной широты. Наблюдатели также отмечали серию маленьких белых овалов, которые также представляют собой вихри. Поэтому можно полагать, что Красное Пятно является не уникальным образованием, но самым мощным членом из семейства штормов. Исторические записи не обнаруживают подобных долго существующих систем в средних северных широтах. Имеются большие темные овалы вблизи 15° северной широты, но почему-то условия, необходимые для возникновения вихрей и последующего их превращения в устойчивые системы, подобные Красному Пятну, существуют только в Южном полушарии.
Иногда на Юпитере происходят столкновения таких больших циклонических систем. Одно из них имело место в 1975 году, в результате чего красный цвет Пятна поблек на несколько лет. И в настоящее время может произойти аналогичное столкновение Большого Красного Пятна и Большого Белого Овала. Белый Овал является частью пояса облаков, с периодом обращения меньшим, чем у Большого Красного Пятна. Овал начал тормозиться Большим Красным Пятном в конце февраля текущего года, и столкновение продолжалось целый месяц. Скорее всего, овал уцелеет, но нельзя исключить и того, что он будет или разрушен, или поглощен. Красный цвет Большого Красного Пятна загадка для ученых, возможной причиной его могут служить химикалии, включающие фосфор. Фактически цвета и механизмы, создающие вид всей юпитерианской атмосферы, до сих пор еще плохо поняты и могут быть объяснены только при прямых измерениях ее параметров.
На мозаичном изображении, сделанном в июле 1979 года с расстояния 2,633,003 км, видна метеорологическая схожесть Большого Красного Пятна и Белого Овала. Внутренняя структура этих пятен совпадает, поскольку оба они вращаются как антициклоны.
Европа
Европа по своим размерам почти равна Луне, но ее ледяная поверхность намного ровнее, на ней гораздо меньше возвышенностей, или больших ударных кратеров. По-видимому, геологическая активность на поверхности Европы загладила следы этих столкновений.
Каллисто
Ганимед
Такие образования считались загадочными до тех пор, пока комета Шумейкера-Леви-9 не преподнесла ученым урок. В 1994 году многие видели, как огромные куски этой распавшейся кометы врезались в Юпитер, порождая серию последовательных взрывов. Весьма вероятно, что подобные кометы, распавшиеся в ранний период истории Солнечной системы, ответственны за образование этой и других цепочек кратеров.
Ганимед вслед за Каллисто и Европой стал третьим спутником Юпитера, где, как предполагается, под слоем льда может существовать вода в жидком состоянии. Согласно недавно выдвинутой гипотезе наличие океанов может объяснить необычно сильное магнитное поле этого спутника. Некоторые специалисты предполагают, что в океане на Ганимеде вполне могла возникнуть жизнь, как это произошло в древности на нашей Земле.
Что же заставляет тратить столько усилий на исследование самой большой планеты Солнечной системы? Дело в том, что Юпитер хранит много секретов, способных дать ответ на вопрос, как свыше 4 миллиардов лет назад cформировалась наша Солнечная система.
Изображение Юпитера в рентгеновском диапазоне волн, орбитальный телескоп Чандра, 18 декабря 2000 г., экспозиция 10 часов, расстояние примерно 650 млн км [1] .
Большое рентгеновское пятно — явление на Юпитере, видимое в рентгеновском диапазоне волн. Большое рентгеновское пятно расположено в полярных областях и доминирует на северном полюсе Юпитера. Впервые изображение этого явления было получено ренгтеновской орбитальной обсерваторией Чандра 18 декабря 2000 года [2] . Излучение пятна пульсирует с периодом около 45 минут [3] .
Природа этого явления остаётся тайной для учёных [4] .
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Большое рентгеновское пятно" в других словарях:
Юпитер — У этого термина существуют и другие значения, см. Юпитер (значения). Юпитер … Википедия
Атмосфера Юпитера — Схематическое отображение облаков Юпитера,2000 год Атмосфера Юпитера крупнейшая планетная атмосфера в Солнечной системе. Преимущественно состоит из молекул водо … Википедия
Вояджер — У этого термина существуют и другие значения, см. Вояджер (значения). Запуск «Воядже … Википедия
Каллисто (спутник) — У этого термина существуют и другие значения, см. Каллисто (значения). Каллисто … Википедия
Спутники Юпитера — … Википедия
Галилеевы спутники — Три внутренних Галиллевых спутника вращаются в резонансе 4:2:1 … Википедия
Кольца Юпитера — … Википедия
Группа Гималии — Группа Гималии группа спутников Юпитера, обращающихся по близким орбитам и, возможно, имеющих общее происхождение. Название группы взято по названию крупнейшего объекта в группе. Состав группы В группу входят следующие спутники Юпитера:… … Википедия
Пятая от Солнца и самая большая планета Солнечной системы. Юпитер, названный в честь царя римских Богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своём великолепии. Он более чем в два раза тяжелее, чем все другие планеты вместе взятые, и в 318 раз тяжелее Земли. Юпитер благоволит наблюдателям. Диск планеты достаточно велик для того, чтобы обладатели даже скромных телескопов смогли различать в его атмосфере простейшие структуры облаков. А Галилеевы спутники были бы видны невооружённым глазом, если бы их не затмевало сияние божественного хозяина. Юпитер на небе уступает в яркости только Солнцу, Луне, Венере и изредка Марсу.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Бог Юпитер – древнеримский двойник древнегреческого громовержца Зевса. Юпитер отдалён от Солнца на 778,3 млн. км, его экваториальный диаметр – 143 тыс. км, что в 11 раз превышает земной. Юпитер представляет собой гигантский газовый шар, диаметр которого в десять раз превышает диаметр Земли, составляя одну десятую диаметра Солнца. Его масса равна 0,1% массы Солнца, а химический состав (по числу молекул) очень близок к составу Солнца: 90% водорода (находящегося на Юпитере в молекулярной форме) и 10% гелия. Вокруг своей оси он, в среднем, обращается за 10 часов. Причём, так как Юпитер не является твёрдым шаром, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области, как это наблюдается у Солнца и других газовых планет. По той же причине Юпитер заметно сжат у полюсов. Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смены времён года.
Среди следовых газов наиболее существенны водяной пар, метан и аммиак. Под слоем облаков нет никакой твёрдой поверхности. Вместо этого ниже внешних слоёв наблюдается (при увеличении давления с глубиной) постепенный переход от газа к жидкости. Затем следует резкий переход к металлической жидкости, в которой атомы лишены электронов.
В строении своем Юпитер имеет сходство с небольшой звездой, внутреннее давление в его недрах может достигать 100 миллионов атмосфер. Магнитное поле Юпитера огромно, даже в сравнении с величиной самой планеты – оно простирается на миллионы километров. Если магнитосфера его была бы видима, она имела бы при рассмотрении с Земли угловой размер равный лунному.
Относительно долговечными деталями планеты являются белые или цветные овалы. Наиболее известная и самая заметная из таких деталей Большое красное пятно, которое наблюдается уже около 300 лет. Происхождение этой детали точно не известно. Согласно одной из распространённых теорий утверждается, что она является огромным антициклоном. Цветные облака находятся в самых высоких слоях Юпитера (их глубина составляет около 0,1-0,3% радиуса планеты). Происхождение их окраски тоже остаётся тайной, хотя, по-видимому, можно утверждать, что она связана со следовыми составляющими атмосферы и свидетельствует о происходящих в ней сложных химических процессах. Цвет облаков коррелирует с высотой: синие структуры – самые глубокие, над ними лежат
коричневые, затем белые.
Сопровождаемый своими спутниками и огромной сложной атмосферой, Юпитер обращается вокруг Солнца почти за 12 лет, являясь ближайшей к нему планетой-гигантом. Атмосфера его изобилует молниями и гигантскими вихрями, такими, как Большое Красное Пятно. Со своей системой спутников Юпитер подобен миниатюрной Солнечной системе, но хотя Юпитер и похож по своему химическому составу на звёзды, он не сияет, подобно Солнцу. Масса Юпитера составляет только одну восьмидесятую долю от необходимой для образования звезды. Меньшее значение массы не позволяет недрам Юпитера разогреться до нужной температуры.
Однако Юпитер и без того сильно влияет на небесные тела Солнечной системы. Некоторые спутники Юпитера, вероятно, являются астероидами, захваченными гравитационным притяжением гиганта. Пути неосторожно приблизившихся малых планет и комет по тем же причинам искажаются, что иногда приводит к катастрофическим последствиям. Кометы-неудачники могут быть выброшены Юпитером из Солнечной системы, либо пойманы им в смертельную ловушку, как это случилось с кометой Шумейкера-Леви-9 в 1994-м году.
В настоящее время известно шестнадцать естественных спутников, вращающихся вокруг Юпитера. Они разделяются на четыре группы. По круговым орбитам в экваториальной плоскости движутся четыре маленьких внутренних спутника (Метида, Адрастея, Амальтея и Теба) и четыре больших галилеевых спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Третья группа (Леда, Гималия, Лиситея и Элара) – маленькие спутники на круговых орбитах, наклонённых под углом 25° - 29° к экваториальной плоскости и лежащих на расстоянии 11 – 12 млн. км от Юпитера. Внешняя группа (Ананке, Карме, Пасифе и Синопе) – маленькие спутники с обратным движением по орбитам. Эти орбиты являются относительно вытянутыми эллипсами с существенным наклонением к экваториальной плоскости и лежат на расстоянии 21 – 24 млн. км от Юпитера. Четыре галилеевых спутника и их движения по орбите можно легко увидеть в маленький телескоп или бинокль.
ПАРАМЕТРЫ ПЛАНЕТЫ
Юпитер, тысячи лет назад названный в честь царя римских богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Планета находится далеко за основным поясом астероидов.
Большая полуось орбиты Юпитера равна 5,2 а.е., (расстояние от Солнца). Период обращения по орбите – 11,867 лет. Средняя скорость движения по орбите 13,1 км/с.
Период вращения вокруг оси – 9 часов 55 минут. Каждая точка экватора движется со скоростью 45 тысяч километров в час. Так как ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите, следовательно, на планете нет смен времен года.
Юпитер – это планета-гигант, которая содержит в себе более 2/3 массы всей нашей планетной системы. Масса Юпитера равна M=318 земным = 1,9*1027 кг. Его объем в 1300 раз больше, чем у Земли. Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м3, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше, чем плотность Земли. Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли, Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода, практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая: - 140° С.
Юпитер быстро вращается. Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась, и ее полярный радиус стал на 4400 км меньше экваториального, равного 71 400 км. Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного – компас там будет работать отменно, только северный конец стрелки всегда будет направлен на юг.
Даже собрав 2/3 массы планет Солнечной системы, Юпитеру не хватило этого для того, чтобы в центре планеты начались термоядерные реакции: планета в 80 раз легче самой маленькой звезды главной последовательности. Однако Юпитер обладает собственным источником тепла, связанным с радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся в результате сжатия. В тепловом режиме Юпитера большую роль играют потоки внутренней энергии из центра планеты.
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ
Юпитер состоит, в основном, из водорода и гелия. Под облаками находится слой глубиной 7—25 тыс. км, в котором водород постепенно изменяет своё состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000°С). Чёткой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана. Падение в него кометы в 1994 году вызвало исполинское цунами многокилометровой высоты.
По мере погружения в океан Юпитера на протяжении 20 тыс. километров быстро увеличиваются давление и температура. На расстоянии 46 тыс. километров от центра Юпитера давление достигает 3 млн. атмосфер, температура – 11 тыс. градусов. (Напомним, что температура поверхности Солнца около 6 тыс. градусов.) Водород не выдерживает высокого давления и переходит в жидкое металлическое состояние.
АТМОСФЕРА
Когда давление атмосферы Юпитера достигнет давления земной атмосферы, остановимся и осмотримся. Наверху видно обычное голубое небо, вокруг клубятся густые белые облака сконденсированного аммиака. Кроме того, снаружи морозно: - 100° С. Красноватая окраска части юпитерианских облаков говорит о том, что здесь много сложных химических соединений. Разнообразные химические реакции в атмосфере инициируются солнечным ультрафиолетовым излучением, мощными разрядами молний (гроза на Юпитере должна быть впечатляющим зрелищем!), мощность которых на три порядка превышает земные, а также полярные сияния, а также теплом, идущим из недр планеты.
Следующий ярус облаков состоит из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония при температуре – 10° С.
Водяной пар и кристаллы воды образуют более нижний ярус облаков при температуре 20° С и давлении в несколько атмосфер – почти над самой поверхностью океана Юпитера. (Хотя некоторые модели допускают наличие и четвертого яруса облаков – из жидкого аммиака.)
Толщина атмосферного слоя, в котором возникают все эти удивительные облачные структуры, - 1000 км. Темные полосы и светлые зоны, параллельные экватору, соответствуют атмосферным течениям разного направления (одни отстают от вращения планеты, другие его опережают). Скорости этих течений – до 100 м/с.
На границе разнонаправленных течений образуются гигантские завихрения. Особенно впечатляют Большое Красное Пятно – колоссальный атмосферный вихрь. Неизвестно когда он возник, но в телескопы он наблюдается уже 300 лет.
Последние исследования показывают что, чем дальше планета от Солнца, тем менее турбулентная ее атмосфера, тем менее интенсивно происходит теплообмен между соседними областями и рассеивается меньше энергии. В атмосфере больших планет физические процессы таковы, что энергия из отдельных мелких областей переносится в более крупные и скапливается затем в глобальные воздушные структуры – зональные потоки. Эти потоки и являются поясами облаков, которые можно разглядеть даже в небольшой телескоп. Соседние потоки движутся в противоположных направлениях. Их цвет может слегка отличаться в зависимости от химического состава. Цветные облака находятся в самых высоких слоях Юпитера (их глубина составляет около 0,1-0,3% радиуса планеты). Происхождение их окраски остается тайной, хотя, по-видимому, можно утверждать, что она связана со следовыми составляющими атмосферы и свидетельствует о происходящих в ней сложных химических процессах.
БОЛЬШОЕ РЕНТГЕНОВСКОЕ ПЯТНО НА ЮПИТЕРЕ
Самая большая планета солнечной системы, газовый гигант Юпитер, знаменит своим похожим на водоворот Большим Красным Пятном. Справа показано оптическое изображение знакомой всем гигантской планеты с циклоническими системами и полосами облаков, полученное пролетавшим около нее космическим аппаратом Кассини. Слева показано в искусственных цветах соответствующее изображение Юпитера в рентгеновских лучах, полученное орбитальной обсерваторией Чандра. На
изображении, полученном Чандрой, впервые были обнаружены рентгеновские пятна и авроральное рентгеновское излучение от полюсов. Рентгеновское пятно, доминирующее в излучении от северного полюса Юпитера (вверху) возможно, так же удивительно для современных астрономов, как когда-то было Большое Красное Пятно. Противореча ранее предложенным теориям, рентгеновское пятно находится слишком далеко на севере, чтобы быть связанным с тяжелыми заряженными частицами из окрестностей вулканического спутника Ио. Данные Обсерватории Чандра также показывают, что рентгеновское излучение пятна таинственным образом пульсирует с периодом около 45 минут.
БОЛЬШОЕ КРАСНОЕ ПЯТНО
Большое красное пятно (БКП) — атмосферное образование на Юпитере, самая заметная особенность на диске планеты, наблюдаемая уже почти 350 лет.
БКП представляет собой гигантский ураган-антициклон, размерами 24-40 тыс. км в длину и 12-14 тыс. км в ширину (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно меняются, общая тенденция — к уменьшению; 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше. По его длине могли бы разместиться 3 планеты размером с Землю.
Пятно расположено примерно на 22° южной широты и перемещается параллельно экватору планеты. Кроме того, газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч.
Верхний слой облаков БКП находится примерно на 8 км выше верхней кромки окружающих облаков. Температура пятна несколько ниже прилегающих участков.
Красный цвет БКП пока ещё не нашёл однозначного объяснения. Возможно, такой цвет придают пятну химические соединения, включающие фосфор.
Ввиду разницы скоростей течений атмосферы Юпитера иногда происходят столкновения ураганов. Одно из них имело место в 1975 году, в результате чего красный цвет БКП поблек на несколько лет. В 2002 произошло аналогичное столкновение БКП и Большого Белого Овала. Белый Овал является частью пояса облаков, с периодом обращения меньшим, чем у Большого Красного Пятна. Овал начал тормозиться Большим Красным Пятном в конце февраля 2002 года, и столкновение продолжалось целый месяц. Красный цвет Большого Красного Пятна – загадка для ученых, возможной причиной его могут служить химикалии, включающие фосфор. Фактически цвета и механизмы, создающие вид всей юпитерианской атмосферы, до сих пор еще плохо поняты и могут быть объяснены только при прямых измерениях ее параметров.
Oval BA сформировался между 1998 и 2000 годами после слияния трёх меньших белых овалов, которые наблюдались до этого в течение 60 лет. Новое атмосферное образование поначалу было белым в видимом диапазоне, но в феврале 2006 года приобрело красно-коричневый цвет. По одной из гипотез, пока ураган находится на одинаковой высоте с общей поверхностью верхнего края атмосферы, он имеет белый цвет. Но когда его мощность увеличивается, вихрь поднимается несколько выше общего слоя облаков, где ультрафиолетовое излучение Солнца химически изменяет цвет, придавая ему красноту.
Опасности нашей повседневной жизни: Опасность — возможность возникновения обстоятельств, при которых.
Что поражает вас в Большом красном пятне?
Как появилось БКП?
БКП, вероятно, появилось одним из двух способов. Это мог быть восходящий поток газа, добравшийся до стратосферы и завернувшийся, из-за чего и получился вихрь. Если восходящий поток может добраться до достаточно стабильного слоя атмосферы, он может распространяться горизонтально, а когда такой поток распространяется горизонтально на такой быстро вращающейся системе, как Юпитер, то это распространение приводит к образованию вихря. Другая возможность – струйное течение в атмосфере потеряло стабильность, начались волновые колебания, и когда амплитуда волны увеличилась до определённого предела, она распалась, образовав небольшие вихри, которые затем объединились.
Почему оно появилось на Юпитере, а не где-то ещё?
На Земле, если полетать над океаном, можно практически точно сказать, в каких местах под вами будут острова, поскольку над ними будут висеть облака – топографические особенности часто притягивают к себе облака. Но на Юпитере нет твёрдой поверхности, если только не спуститься до очень мелкого ядра. Это, по сути, шар жидкости. Не существует разницы нагрева между континентами и островами. Ветра не прерываются горными грядами. Всего этого нет, поэтому на нём существует набор очень хорошо организованных струйных течений. А если у вас есть такие течения, то вихри появляются естественным образом. Ветра идут в противоположных направлениях, трутся друг об друга. Это примерно как шарик подшипника, находящийся между двумя стенками, двигающимися в противоположных направлениях. Стенки заставляют шар вращаться, и противоположно движущиеся течения на Юпитере заставляют воздух между ними вращаться. Вихри, образовавшиеся между течениями, сопротивляются всему, что в них врезается. Если я сделают в ванной водоворот и шлёпну по нему, он исчезнет. Если я сделаю симуляцию БКП на Юпитере, расположенного между зональными ветрами, и шлёпну по нему, попытавшись разделить его на две части, оно соберётся снова. Поэтому я представляю себе струйные течения как сады, в которых можно выращивать вихри.
А что физически не даёт БКП распадаться?
Я думаю, что БКП в высоту составляет 50-70 км. В поперечнике у него порядка 26000 км. Получается такой блинчик. Точно так же, как с тюбиком зубной пасты, если я надавлю на блинчик в центре, то с его сторон, а также сверху и снизу что-то будет вылезать. Известно, что в центре БКП высокое давление, но его газы не вылезают по горизонтали со всех сторон из-за силы Кориолиса – они вылезают вертикально сверху и снизу. Так что же мешает газам вылезать сверху и снизу? Мне известен только один способ предотвратить это. Сверху БКП есть плотная холодная крышка атмосферы. Именно эта дополнительная плотность и толкает газы БКП обратно вниз. А под БКП должен быть тёплое плавучее атмосферное дно, мешающее высокому давлению в центре выталкивать газы из БКП вниз. Такой получается баланс.
Почему БКП не распадается от трения?
Наша интуиция говорит нам, что вихри не вечны, что они всегда распадаются из-за какого-нибудь трения. Трение бывает разное, и одной из причин, которая может уничтожить БКП, по мнению людей, будут волны Россби. Волны Россби – один из типов атмосферных волн, существующих по причине того, что атмосфера представляет собой вращающуюся сферическую оболочку, а не вращающуюся плоскость. Они часто встречаются в атмосфере, и передвигаются с небольшой скоростью. Люди думали, что БКП начнёт излучать волны Россби, которые отнимут у него энергию. Когда в атмосфере случаются неожиданные происшествия, например, сталкиваются два вихря, то в результате появляются волны Россби. Но обычно после формирования вихря он заканчивает испускать волны Россби, поэтому не наблюдается никаких свидетельств того, что излучение волн Россби уничтожит БКП, находящееся в квазиравновесном состоянии.
Что ещё может его остановить?
А что его подпитывает?
Средняя скорость движения вокруг этого пятна – примерно три сотни километров в час. Струйные течения также двигаются примерно с той же скоростью. Но их вертикальные скорости считаются очень небольшими. Они, скорее всего, составляют порядка сантиметров в час, и поэтому ими обычно пренебрегают. Но на больших участках атмосферы постоянно появляются вертикальные ветра, и поэтому мы думаем, что их нельзя списывать со счетов. Мы думаем, что уничтожить БКП пытается тепло, передающееся в холодную крышку и из тёплого дна, и пытающееся установить лучистое равновесие. Но мы считаем, что БКП удаётся выживать, несмотря на эту лучистую передачу тепла, потому, что его вертикальная скорость весьма мала.
Практически можно считать, что когда ветер опускается, он становится теплее, а когда поднимается, то охлаждается. Тепловое излучение фотонов внутри БКП пытается уравнять температуру его крышки и дна с температурой окружающей атмосферы. Это должно делать холодную плотную крышку теплее, и она в итоге должна исчезнуть, что и уничтожит БКП.
Но в начале рассеивания БКП теряется баланс давлений. Потеря баланса позволяет высокому давлению в центре БКП выталкивать газы вертикально через ослабленную крышку. При поднятии ветер охлаждается, что поставляет крышке новый холодный воздух, в результате она охлаждается и утяжеляется. Примерно такой же процесс происходит и на дне БКП, и он восстанавливает тёплое дно, которое пытается уничтожить тепловое излучение.
Плюс, движущийся вертикально вверх газ, проходящий через исчезающую крышку, выходит наружу БКП и в итоге перестаёт подниматься, и его расплющивает по горизонтали на площади, во много раз превышающей площадь БКП. Затем он прекращает двигаться наружу и идёт вниз. Этот опускающийся газ толкает атомы и молекулы атмосферы, окружающие БКП, вниз, снижая их потенциальную энергию. В результате газ заканчивает своё путешествие, возвращаясь в центр БКП. На пути домой газ собирает потенциальную энергию, освобождённую из атмосферы, окружающей БКП.
Сбор этой энергии уравновешивает потерю БКП энергии через тепловое излучение. В компьютерной симуляции можно измерить направление и мощность всех энергий, идущих внутрь и наружу из БКП, и весь этот энергетический бюджет прекрасно сходится. Существует большая утечка потенциальной энергии в атмосферу, окружающую БКП из-за циркуляции газа, но в этом нет ничего страшного, поскольку Солнце восстанавливает лучистое равновесие в этом месте и даёт дополнительную энергию. Так что в итоге получается, что источником энергии, предотвращающим исчезновение БКП, служит Солнце.
В чём ценность изучения атмосферы далёкой планеты?
Если вы не понимаете, как работает Юпитер в нашей собственной Солнечной системе, как вы сможете понять, как работают юпитеры вокруг других солнц? Сейчас очень модно искать другие юпитеры в других солнечных системах, поскольку нам интересно, существуют ли другие планеты, и может ли на них существовать жизнь. Изучение планет, обращающихся вокруг других солнц, нужно с чего-то начинать, нужно совершать глупые ошибки. Именно так и развивается научная область изысканий.
Все любят оборудование. А что нужно НАСА – это ещё один Карл Саган. У Карла был талант убеждать людей уважать сами наши открытия, а не только машины, благодаря которым эти открытия стали возможными.
Читайте также: