Ускорение атмосферы над экваториальной линией Юпитера – реактивный поток, перемещающийся с востока на запад и меняющий свой курс точно по графику. Ученые НАСА решили выяснить, какой тип волн заставляет струю менять направление.
Подобные экваториальные струйные потоки фиксировали на Сатурне и Земле, где в 2016 году произошло редкое нарушение привычной ветровой модели. Новый анализ сочетает моделирование атмосферы Юпитера и 5-летние наблюдение с ИК-телескопа IRTF (Гавайи). Добытые сведения помогут разобраться в динамической атмосфере Юпитера и планет за пределами нашей системы.
Юпитер расположен от Солнца дальше Земли, крупнее, вращается быстрее и отличается по составу. Но его можно использовать, чтобы понять экваториальный феномен. Экваториальный струйный поток Земли заметили в 1883 году, когда наблюдатели фиксировали обломки из извержения вулкана Кракатау. Позже метеорологические воздушные шары уловили восточный ветер в стратосфере. В итоге, исследователи выяснили, что эти ветры регулярно меняются курс.
Переменная картина запускается в нижнем уровне стратосферы и распространяется до линии с тропосферой. В восточной фазе процесс связан с более теплыми температурами, а западная – более прохладные. Ситуацию прозвали квазидвухлетним колебанием Земли (QBO), где один цикл длится 28 месяцев. Фаза QBO влияет на транспортировку озона, водяного пара, загрязнение в верхних атмосферных слоях и создание ураганов.
Цикл Юпитера называют квазидвухлетним колебанием (QQO), а занимает он 4 года. Сатурн также располагает своей версией феномена с длительностью в 15 лет. У ученых есть общее понимание закономерностей, но они все еще пытаются разобраться в том, как разные типы атмосферных волн способствуют колебанию.
Предыдущие исследования Юпитера искали QQO через измерение температуры в стратосфере, чтобы вычислить скорость и направленность ветра. Новый набор охватывает один полный цикл и ориентируется на гораздо большую площадь (от 40 градусов севернее до 40 градусов южнее). Для достижения высокого разрешения использовали TEXES. Это помогло изучить тонкие вертикальные срезы атмосферы газового гиганта.
Команда заметила, что экваториальная струя вытягивается высоко в стратосферу. Изменения охватили большой регион, поэтому ученые смогли отделить несколько видов атмосферных волн, не влияющих на QQO. В итоге, главным механизмом выступили гравитационные волны. Новому набору соответствовали и созданные симуляции.
Это исследование позволило лучше понять физические механизмы, связывающие нижнюю и верхнюю атмосферы не только в Юпитере, но и в целом на планетах. Осталось лишь проверить модель на экзопланетах.