Часть 7. Спутники планет-гигантов. http://artefact-2007.blogspot.ru/2016/10/2016-7.html
Ф. Дергачев
Аномалии планет-гигантов
 |
| Тепло из недр Сатурна показано красным цветом. Фото сделано по данным зонда Cassini NASA, собранным в видимом и ИК-диапазонах в 2008 г. NASA/JPL/University of Arizona |
Юпитер излучает тепла в 2,7 раза больше, чем получает…
Сатурн излучает в 2,5 раза больше энергии, получаемой им от Солнца. Избыток энергии превышает тот, который может быть получен за счет сжатия и радиоактивного распада. Интересно, что Уран, расположенный между Сатурном и Нептуном, излучает столько же энергии, сколько получает от Солнца». («Тепловое излучение планет-гигантов»).
2. Северный полярный вихрь Сатурна
«На Северном полюсе Сатурна было выявлено образование трудно объяснимого происхождения – гигантский геометрически правильный шестиугольник или шестигранник, расположенный строго на полюсе.
На эту тему:
1.2. «Планета с выключателем»: внутреннее тепло Сатурна
«С 2005 по 2009 г . Сатурн испускает все меньше и меньше тепла – будто кто-то нажал невидимую огромную кнопку, и выключил планету.
При этом все не так однозначно – при этом южное полушарие Сатурна испускает заметно больше энергии, нежели северное.
Действительно, южное полушарие планеты испускает примерно на 1/6 больше энергии, чем северное, хотя разница эта может определяться местным сезоном. За время наблюдений, занявшее около 5 лет, в южной части Сатурна постоянно стояло лето, а в северной – зима (сезоны здесь длятся примерно 7 земных лет); местное равноденствие произошло в августе 2009 г . Все происходит примерно как на Земле: в каждом полушарии эффективная температура, характеризующая уровень теплового изучения планеты, повышается или понижается, в зависимости от сезона. Так, северное полушарие за время наблюдений с 2005 по 2008 г . постоянно охлаждалось, а в 2009 г . начало понемногу нагреваться.
 |
| От года к году Сатурн демонстрирует заметные изменения количества испущенного тепла |
Но несмотря даже на сезонные изменения, Сатурн, как целое, за это время понемногу остывал и испускал все меньше энергии. Чтобы проверить, не происходило ли подобное в прошлом сатурнианском году, ученые подняли данные, собранные в 1980-1981 гг. зондом «Voyager». Удивительно, но – ничего подобного. Более того, тогда не было замечено и никакого дисбаланса между испусканием энергии разными полушариями планеты.
Ученые надеются, что дальнейшее исследование, с учетом и солнечной активности, позволит заметить, насколько за изменения теплового излучения Сатурна ответственно Солнце, а насколько – некий внутренний источник энергии планеты. Как и другие гиганты, Юпитер и Нептун, Сатурн обладает каким-то пока в точности неустановленным «подогревателем» в недрах, и понять, что это может быть – радиоактивный распад или что иное – было бы очень и очень интересно». («Планета с выключателем: Внутреннее тепло Сатурна». 13 ноября 2010 года).
1.3. Большое красное пятно Юпитера оказалось гигантской «печкой»
«Учёные из Центра космической физики Бостонского университета сообщили о том, что Большое красное пятно Юпитера может быть тем самым загадочным источником энергии, который нагревает верхние слои атмосферы планеты-гиганта.
Чтобы понять суть открытия, необходимо вспомнить, что же собой представляет Большое красное пятно, которое считается чуть ли не чудом Солнечной системы. Оно было открыто ещё в XVII веке, и астрономы часто называют его "вечным ураганом".
Отмечается, что Большое красное пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет на протяжении веков. Пятно перемещается параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки с периодом оборота около шести земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час. Юпитер вращается вокруг своей оси очень быстро, выполняя свой полный оборот за десять часов.
По словам доктора Джеймса О’Донохью (James O'Donoghue), научного сотрудника Бостонского университета и ведущего автора исследования, его команда картографировала с помощью наблюдательных данных распределение тепла по всей планете для того, чтобы найти какие-либо температурные аномалии. Последние могли бы подсказать, откуда энергия, дающая тепло, исходит.
Учёные проводили наблюдения с помощью спектрометра Инфракрасного телескопа НАСА (IRTF) расположенного на острове Гавайи. На высоте около 804 километров от видимой границы слоя облаков Юпитера учёные зафиксировали довольно высокую температуру, которую никак нельзя было ожидать от такой удалённой от Солнца планеты.
Но, что интересно, зона аномального тепла соответствовала тем же широте и долготе южного полушария Юпитера, на которых находится Большое красное пятно.
Выходит, загадочная горячая область в верхних слоях атмосферы Юпитера обусловлена самой знаменитой особенностью планеты, говорят учёные. Температура верхних слоёв атмосферы над Большим красным пятном на сотни градусов выше, чем в других местах.
Как отмечает другой автор работы Люк Мур (Luke Moore), Большое красное пятно – это потрясающий источник энергии для нагревания верхних слоёв атмосферы Юпитера, но ранее не было доказательств его фактического влияния на наблюдаемые температуры на больших высотах...
Как указывают исследователи из Бостонского университета, аномально высокая температура, наблюдаемая намного выше видимого диска Юпитера, не является уникальной для Солнечной системы. Такое явление наблюдается и на Сатурне, Уране [? - Ф.Д.] и Нептуне и, вероятно, предполагают учёные, встречается и на других гигантских экзопланетах за пределами Солнечной системы». (28 июля 2016, 14:47. Источник: «Red Spot, Hot Spot. BU researchers find breakthrough clue in the mystery of Jupiter’s “energy crisis». July 27, 2016).
[Федор Дергачев: В статье сознательно передернуты факты. Дело в том, что планета Уран не производит такого аномального выделения тепла, как остальные планеты-гиганты Солнечной системы - см. раздел «1.1. Аномальное выделение тепла Юпитером, Сатурном и Нептуном». А раз есть исключение, то никак нельзя переносить предложенный авторами гипотезы для Юпитера механизм на все остальные планеты-гиганты.
Хороший урок на будущее: с обобщениями никогда не надо торопиться. Сначала надо тщательно изучить факты.]
1.3. Большое красное пятно Юпитера оказалось гигантской «печкой»
«Учёные из Центра космической физики Бостонского университета сообщили о том, что Большое красное пятно Юпитера может быть тем самым загадочным источником энергии, который нагревает верхние слои атмосферы планеты-гиганта.
Чтобы понять суть открытия, необходимо вспомнить, что же собой представляет Большое красное пятно, которое считается чуть ли не чудом Солнечной системы. Оно было открыто ещё в XVII веке, и астрономы часто называют его "вечным ураганом".
Отмечается, что Большое красное пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет на протяжении веков. Пятно перемещается параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки с периодом оборота около шести земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час. Юпитер вращается вокруг своей оси очень быстро, выполняя свой полный оборот за десять часов.
 |
| Jupiter’s Great Red Spot is a swirling storm some 10,000 miles across, where wind speeds reach 400 miles per hour. The Great Red Spot storm has been raging for at least 150 years, and possibly far longer |
Учёные давно пытались понять, откуда берётся тепло в верхних слоях атмосферы Юпитера. Тут стоит пояснить, что солнечный свет, достигающий нашей планеты, эффективно нагревает земную атмосферу даже на больших высотах. Скажем, на уровне 400 километров от поверхности Земли, примерно там, где находится Международная космическая станция, всё еще относительно тепло.
Однако Юпитер находится в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, а температура верхних слоёв его атмосферы сопоставима с земными параметрами. Источники внесолнечной энергии, которые могут быть ответственными за дополнительное "отопление", оставались для астрономов неуловимыми.По словам доктора Джеймса О’Донохью (James O'Donoghue), научного сотрудника Бостонского университета и ведущего автора исследования, его команда картографировала с помощью наблюдательных данных распределение тепла по всей планете для того, чтобы найти какие-либо температурные аномалии. Последние могли бы подсказать, откуда энергия, дающая тепло, исходит.
Учёные проводили наблюдения с помощью спектрометра Инфракрасного телескопа НАСА (IRTF) расположенного на острове Гавайи. На высоте около 804 километров от видимой границы слоя облаков Юпитера учёные зафиксировали довольно высокую температуру, которую никак нельзя было ожидать от такой удалённой от Солнца планеты.
Но, что интересно, зона аномального тепла соответствовала тем же широте и долготе южного полушария Юпитера, на которых находится Большое красное пятно.
Выходит, загадочная горячая область в верхних слоях атмосферы Юпитера обусловлена самой знаменитой особенностью планеты, говорят учёные. Температура верхних слоёв атмосферы над Большим красным пятном на сотни градусов выше, чем в других местах.
 |
| Turbulent atmospheric flows above the storm produce both gravity waves and acoustic waves. Gravity waves are much like how a guitar string moves when plucked, while acoustic waves are compressions of the air (sound waves!). Heating in the upper atmosphere 500 miles above the storm is thought to be caused by a combination of these two wave types ‘crashing’ like ocean waves on a beach. Art by Karen Teramura, UH IfA with James O’Donoghue and Luke Moore |
"Мы практически сразу обнаружили, что максимальные температуры на большой высоте наблюдались в зоне над Большим красным пятном. Мы подумали, что это довольно странное совпадение, и, возможно, это является некой подсказкой", - говорит О’Донохью.
Учёные пришли к выводу, что Большое красное пятно производит некие акустические волны, которые колеблются относительно направления своего перемещения, что и нагревает верхние слои атмосферы. Подобный эффект, по словам исследователей, встречается в Андах на Земле, но в гораздо меньшем масштабе.Как отмечает другой автор работы Люк Мур (Luke Moore), Большое красное пятно – это потрясающий источник энергии для нагревания верхних слоёв атмосферы Юпитера, но ранее не было доказательств его фактического влияния на наблюдаемые температуры на больших высотах...
Как указывают исследователи из Бостонского университета, аномально высокая температура, наблюдаемая намного выше видимого диска Юпитера, не является уникальной для Солнечной системы. Такое явление наблюдается и на Сатурне, Уране [? - Ф.Д.] и Нептуне и, вероятно, предполагают учёные, встречается и на других гигантских экзопланетах за пределами Солнечной системы». (28 июля 2016, 14:47. Источник: «Red Spot, Hot Spot. BU researchers find breakthrough clue in the mystery of Jupiter’s “energy crisis». July 27, 2016).
[Федор Дергачев: В статье сознательно передернуты факты. Дело в том, что планета Уран не производит такого аномального выделения тепла, как остальные планеты-гиганты Солнечной системы - см. раздел «1.1. Аномальное выделение тепла Юпитером, Сатурном и Нептуном». А раз есть исключение, то никак нельзя переносить предложенный авторами гипотезы для Юпитера механизм на все остальные планеты-гиганты.
Хороший урок на будущее: с обобщениями никогда не надо торопиться. Сначала надо тщательно изучить факты.]
2. Северный полярный вихрь Сатурна
«На Северном полюсе Сатурна было выявлено образование трудно объяснимого происхождения – гигантский геометрически правильный шестиугольник или шестигранник, расположенный строго на полюсе.
В ходе очередного этапа исследований странного образования зонду «Кассини» удалось получить изображения внутренней области шестигранника с рекордным разрешением.
 |
| «NASA's Cassini Spacecraft Obtains Best Views of Saturn Hexagon» |
Выяснилось, что сам шестиугольный объект жестко расположен на полюсе и неподвижен - сидит, как влитой. Внутри же него бушует ураган или водоворот – скорость циркулирующих в нем объектов достигает, по оценкам, 530 км/ч (почти 200 м/с), больше чем вдвое быстрее самых быстрых ветров, измеренных в циклонических особенностях на Земле. Этот циклон окружен странным, имеющим шестигранную форму шестиугольником, который непосредственно, кажется, не двигается, в то время как облака в пределах него носятся вокруг на высоких скоростях, также больших чем 500 километров в час (300 миль в час ). Странно, ни стремительные облака внутри шестиугольника, ни этот новый циклон, кажется, не разрушают шестигранник или шестиугольник.
С приходом в Северное полушарие Сатурна полярного лета были получены новые изображения, позволившие детально изучить внутреннюю динамику в высшей степени странного и стабильного образования. Таинственности ситуации вокруг полярного шестиугольника добавляет его странная стабильность в заведомо нестабильной атмосфере планеты-гиганта». («Северный полярный шестиугольник Сатурна»).
«Метеориты выдали ученым тайну времени рождения Юпитера». (11 декабря 2016, 10:21).
4. Самая странная планета солнечной системы - Уран
4.1. Уран вращается «лежа на боку»
«Уран. Наклон экватора к орбите 97,8° (вращение обратное по отношению к Земле и большинству планет, но не диаметрально противоположное, как у Венеры а, как говорят, «лежа на боку»).
«Каким образом Уран занял такое положение, остается загадкой». (Ротери Д. «Планеты». 11. «Уран». «Вращение и орбита», стр. 228).
«Уран, единственная планета Солнечной системы, у которой ось вращения наклонена к плоскости орбиты более чем на 90 градусов, "лег на бок" после нескольких столкновений с другими объектами на заре своей истории, а не в результате одного мощного удара, как считалось ранее, заявили французские астрономы на планетологической конференции во Франции.
Седьмая планета Солнечной системы была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана. Ее ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 97,8 градуса, большую часть года у полюсов планеты царит либо полярный день, либо полярная ночь. Ранее считалось, что Уран "лег на бок" после столкновения с телом, масса которого превышала земную. Однако оси у 20 лун Урана тоже смещены на 90 градусов, что не должно было случиться при одиночном столкновении.
Группа ученых под руководством Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) из Обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, при помощи компьютерного моделирования изучила возможные варианты столкновений Урана с другими небесными телами.
Моделирование показало, что столкновения могли произойти двумя небольшими объектами. Они, согласно расчетам, врезались в "зародыш" Урана в то время, когда вокруг него еще существовал протопланетный диск, из которого возникли его кольца и спутники. От удара диск превратился в подобие толстого бублика и повернулся на бок. Через некоторое время это облако пыли и астероидов превратилось в спутники, вращающиеся в одной плоскости с Ураном.
Как отмечают ученые, одного "большого" столкновения недостаточно для формирования такой системы спутников.
«Адриан Брунини (Adrian Brunini) из аргентинского национального университета Ла-Плата (Universidad Nacional de La Plata) предложил новую теорию, объясняющую загадочную стабильность наклона осей планет-гигантов - Юпитера, Сатурна и Урана, и собственно - происхождение этих наклонов.
Наклоны осей таких планет, как Меркурий, Марс и Венера медленно изменяются со временем на протяжении всей жизни нашей планетной системы. А вот наклоны осей планет-гигантов (которые насчитывают от 3° для Юпитера до 97° для Урана) - являются устойчивыми. Потому эти углы должны были "надёжно" установиться в то время, когда планеты только сформировались, вероятно, около 4,5 миллиардов лет назад.
Теория Брунини (опубликована в "Nature") - это развитие более ранней теории Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) и Клеомениса Тсиганиса (Kleomenis Tsiganis) из французской обсерватории (Observatoire de la Côte d'Azur), Хала Левисона (Hal Levison) из американского Юго-Западного исследовательского института (Southwest Research Institute) и Родни Гомеса (Rodney Gomes) из бразильской национальной обсерватории (Observatório Nacional).
Она предполагает, что внешние планеты первоначально находились куда ближе друг к другу, чем сегодня. Гравитационные эффекты от тысяч ледяных и скалистых обломков, летающих вне орбиты Нептуна, заставили планеты-гиганты мигрировать. Так Сатурн переместился немного дальше от Солнца, в то время как Юпитер передвинулся ближе к нему. Брунини вычислил, что орбиты Сатурна и Урана стали заметно больше первоначальных всего за первые сто миллионов лет жизни Солнечной системы.
Автор работы предполагает, что наклоны осей планет-гигантов определились в результате гравитационного взаимодействия между планетами в течение как раз периода их миграции. И наклоны эти больше не менялись именно потому, что планеты-гиганты теперь слишком далеки друг от друга, чтобы настолько друг на друга влиять.
Впрочем, есть версия, что, скажем, Уран и Нептун получили большой наклон своих осей в результате косого удара по ним каких-то тел с массой больше, чем у Земли». («Предложена разгадка тайны наклона осей планет-гигантов». 3 мая 2006 года).
Замечу, что теория изменения наклона планет-гигантов в результате гравитационного взаимодействия вызывает сомнения, но более правдоподобна, чем предположение о «косом ударе по ним каких-то тел с массой больше, чем у Земли». Говорить о «косом ударе» по газовому гиганту, не имеющему твердой поверхности, просто смешно». («ЗАКОН для Солнечной системы»).
[Федор Дергачев: Теория изменения наклона планет-гигантов в результате гравитационного взаимодействия не только вызывает сомнения, но является просто-напросто неверной. Сближение до близкого расстояния, достаточного для взаимодействия такой силы, просто-напросто разорвало бы Уран.]
4.2. «Уран: странное поведение газового гиганта».
5. «Горячие пятна» на полюсах Нептуна и Сатурна
5.1. «Горячая точка» на Южном полюсе Нептуна
Знакомясь с Ураном, мы узнали, что солнечное тепло – это практически единственный источник его энергии (собственное тепло дает вклад в суммарный тепловой поток не более 13%). Этой энергии слишком мало, чтобы возникли такие мощные явления, как циклоны. В отличие от Урана, атмосфера Нептуна обнаруживает значительную метеорологическую активность, причем характер циркуляции доказывает, что энергия приходит «снизу» из недр планеты, как на Юпитере и Сатурне. На Нептуне ветры несравненно сильнее, чем на Уране… Таким образом, эти планеты-близнецы не слишком похожи». («Солнечная система» / Ред.-сост. В.Г. Сурдин. – М.; ФИЗМАТЛИТ, 2009. Л.В. Ксанфомалити. Глава 10, «Нептун», стр. 263).
Последние исследования привлекли пристальное внимание ученых к аномалиям Нептуна. Загадочное магнитное поле, сдвинутое к южному полюсу планеты. Изменение яркости южного полюса, достигающее нескольких звездных величин. Колоссальные ураганы в атмосфере Нептуна. Откуда такая энергия на самой далекой (в отсутствие «исключенного» Плутона) планете от Солнца?
И энергетическая аномалия действительно зафиксирована. Нептун излучает энергии в два раза больше, чем получает от Солнца.
Откуда же она взялась? «Дежурные» объяснения планетологов являются совершенно неудовлетворительными.
«Международная группа астрономов из «Европейской южной обсерватории» («ESO»), используя один из четырёх телескопов «Very Large Telescope» (а именно - «Melipal»), открыла, что южный полюс Нептуна представляет собой нагретый участок, через который метан из глубинных слоёв атмосферы может убегать в стратосферу газового гиганта.
Средняя температура атмосферы Нептуна - минус 200 градусов по Цельсию. Но, как выяснилось благодаря новым инфракрасным снимкам, горячая точка на южном полюсе планеты имеет температуру на 10 градусов более высокую, чем где-либо ещё на всей (условной) поверхности Нептуна.
«Температура там настолько высока, что метан, который должен быть заморожен в верхней части атмосферы Нептуна (стратосфере), может утекать через этот регион, - сказал Гленн Ортон (Glenn Orton), главный автор статьи о результатах этого исследования, опубликованной в журнале «Astronomy and Astrophysics». Это решает давнюю проблему выявления источника высокого содержания метана в стратосфере планеты»…
Асимметрия в южном направлении наблюдается и у магнитного поля планеты.
«Измерено магнитное поле Нептуна. Оно слабее земного и поражает своей асимметричностью: магнитные полюса планеты сдвинуты от географических на 50 градусов (у Земли – на 11,5 градуса), и, кроме того, центр шаровидного магнитного поля не совпадает с центром планеты, а сильно сдвинут к южному полушарию». («Нептун крупным планом». «Наука и жизнь», 1990 год, №3, стр. 36).
Считаю, что на Южном полюсе Нептуна находится некий источник, генерирующий колоссальную энергию. Причем в случае с Нептуном – один, без «пары» на Северном полюсе, и это позволило мне назвать его «однополюсным».
Понятно, что Нептун не имеет твердой поверхности, и источник должен быть «зафиксирован» в гравитационном поле планеты. Каким образом – надо думать. Может быть, на большой глубине в глубинах атмосферы «плавает» что-либо твердое. Или же нагрев «наведен» извне, направленным лучом с Тритона, загадочного спутника планеты-гиганта...» (Ф.Д. «Прокляты и забыты». Часть 2).
На эту тему:
«Астрономы обнаружили температурную аномалию на Нептуне». (19.09.2007, 11:20)
«Теплый полюс Нептуна: 5 самых интересных фактов». (23 сентября 2007)
5.2. Ученые обнаружили «горячие пятна» на полюсах Сатурна
«Ученые были удивлены, найдя горячее пятно над южным полюсом Сатурна. Но открытие еще одного над северным полюсом, находившегося в темноте зимы более десятилетия, было практически невероятным. Об этом сообщили ученые, опубликовавшие свои исследования на прошлой неделе, сообщает Discovery News.
На эту тему:
«Температурные аномалии на полюсах Сатурна». (06.01.2008, 02:03, Мск)
3. Между Юпитером и Сатурном найдены загадочные различия
«Дидье Сомон (Didier Saumon) из американской национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Laboratory) вместе с коллегами провёл новое моделирование внутренней структуры двух самых больших планет Солнечной системы и увидел, что отличий между ними гораздо больше, чем считалось ранее.
Физики основывались на множестве фактических данных, собранных космическими аппаратами, а также на результатах экспериментов, показывающих, как ведут себя вещества под чудовищным давлением, которое существует в глубине этих планет.
Как известно, и Юпитер и Сатурн на 70% состоят из водорода. Почти всё остальное - гелий, а также есть сравнительно немного железа, кремния, углерода, азота, кислорода и других веществ.
Моделирование показало, что у Сатурна (напомним, его масса составляет 95 масс Земли) есть твёрдое ядро, составленное из тяжёлых элементов, а вот у Юпитера (318 масс Земли) - ядро или необычайно маленькое, или, скорее всего - его вообще нет.
 |
| Внутреннее строение Юпитера до сих пор точно не известно |
Исследование предполагает, что две планеты сформировались радикально отличным образом.
У Сатурна сначала сформировалось твёрдое ядро из скал и льда. Когда оно достигло нескольких масс Земли, ядро начало интенсивно "высасывать" из окружающего протопланетного облака газ и, таким образом, наращивать массу планеты. Этот процесс занял много времени.
Юпитер же, по новой гипотезе, сформировался резким (по космическим масштабам времени) гравитационным коллапсом из массивного облака газа, при этом ядро из тяжёлых элементов, если оно и было в начале, под огромным давлением превратилось в жидкость и «размешалось» по большей части объёма планеты.
Сомон подчеркнул, что новая версия всё же очень сырая и требует дальнейшей проверки, а главное - новых данных непосредственно от этих двух планет». («Между Юпитером и Сатурном найдены загадочные различия». 21 июля 2004 года. Цит. по публикации «ЗАКОН для Солнечной системы»).
«Есть в нашей Солнечной системе нечто такое, что может показаться необычным. По какой-то причине большинство наших крупных планет находятся вдали от Солнца, а ближе к нему расположены маленькие и каменистые миры, включая Землю.
Но во многих открытых внесолнечных системах ситуация совсем иная. Там в некоторых случаях ученые обнаружили так называемые «раскаленные Юпитеры». Это огромные газовые гиганты, расположившиеся близко к своим звездам. В других случаях планеты чуть больше Земли настолько близки к своим звездам, что не могут быть обитаемыми. Наша Солнечная система когда-то выглядела так же, или она зарождалась иначе?
Поскольку никто не засвидетельствовал то, как 4,5 миллиарда лет назад сформировалась наша Солнечная система, компьютерное моделирование - это лучший способ разгадать загадку. Новая серия модельных сценариев указывает на то, что Юпитер мог сформироваться на отдаленной орбите, а потом временно вторгся в околосолнечное пространство примерно на орбите Земли, после чего снова мигрировал на периферию.
Этим объясняется то обстоятельство, почему охотящийся за планетами телескоп НАСА «Кеплер» увидел разные типы солнечных систем вокруг других звезд, говорит ведущий исследователь планетолог Константин Батыгин, работающий доцентом в Калифорнийском технологическом институте.
«Обнаруженные „Кеплером“ новые планеты обращаются по орбитам вблизи своих звезд, имея обычно период обращения менее 100 дней. И они массивнее Земли, - отметил Батыгин. - Но самое интересное в том, что эти планеты богаты водородом».
Присутствие водорода на таких планетах может означать, что они собрали его из первичных газовых скоплений, в которых формировалась эта солнечная система, добавил он.
«Это важное и серьезно отличие от нашей собственной внутренней Солнечной системы. Планеты земной группы бедны водородом, что может указывать на их послегазовое формирование из протопланетных дисков», - сказал ученый.
В марте в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» была опубликована работа на эту тему под названием «Решающая роль Юпитера в ранней эволюции внутренней Солнечной системы».
Солнце с его планетами, как и другие солнечные системы, образовались из огромных скоплений газа и пыли. Считается, что охлаждение газов и исчезновение сопутствующего термального давления, которое удерживает облако от его собственной гравитации, заставило газы сжаться и сформировать Солнце.
Со временем частицы пыли сталкивались и смерзались, образуя глыбы, которые в свою очередь тоже срастались и формировали твердую сердцевину планет нашей солнечной системы. Одновременно газовое облако сохранялось еще как минимум несколько миллионов лет, обеспечивая материалом газовые гиганты.
Но к этой теории формирования есть вопросы. Ранее ученые думали, что расположенные ближе к Солнцу каменистые планеты сформировались в то же время, что и газовые гиганты. Таким образом, получается, что газ должен был как-то исчезнуть из внутренней солнечной системы, но сохраниться во внешней. Существовало мнение, что газ этот выдула солнечная энергия, и его ближе Юпитера уже не осталось. Но почему в других солнечных системах газ присутствует ближе к звезде?
По сценарию Батыгина, который является одним из возможных объяснений, Юпитер сформировался первым, после чего в силу взаимодействия с газом он двинулся в сторону Солнца. Далее возник Сатурн, который посредством сложных связей между притяжением и взаимодействием протопланетных дисков начал притягивать Юпитер, доведя его до сегодняшней орбиты.
«Скорее всего, Юпитер сформировался за пределами ледовой линии солнечной туманности, как минимум в три раза дальше от Солнца, чем сегодняшняя Земля, если мерить астрономическими единицами, - сказал Батыгин. - Вероятно, в какой-то момент он подошел к Солнцу на расстояние 1,5 астрономических единиц, а затем отодвинулся на дистанцию 5,2 астрономической единицы».
Такое приближение и удаление Юпитера, объяснил ученый, «породило хаос во внутренней солнечной системе». Газовый гигант швырял одни планетозимали в Солнце, а другие ставил на неустойчивые орбиты, в результате чего они врезались друг в друга. Если в то время сформировались какие-то «супер-Земли», они тоже могли разрушиться.
Но когда Юпитер ушел с ближней орбиты, несколько крупных кусков осталось на стабильных орбитах, а огромная сила притяжения Юпитера защитила внутреннюю солнечную систему от рикошета других космических обломков, которые могли разрушить оставшиеся куски.
Формирование скалистых планет
Теперь оставшиеся планетозимали обращались по орбите там, где было мало газа. Со временем они сталкивались друг с другом, создавая те внутренние планеты, которые мы наблюдаем сегодня - Меркурий, Венеру, Землю и Марс.
«Таким образом, это хорошо объясняет раннюю миграцию гигантских планет, этап формирования внутренних планет и планет земной группы», - сказал Батыгин.
Но такой сценарий требует наличия двух гигантских планет в одном и том же протопланетном диске, причем наружная планета (в нашем случае Сатурн) должна быть не такой массивной, как внутренняя (Юпитер). Сочетание сил притяжения заставляет планеты теснее взаимодействовать с внутренней частью газа, чем с внешней, благодаря чему происходит миграция, и они освобождают дорогу для планет меньшего размера.
Батыгин говорит, что потребуется провести дополнительную работу, поскольку его выводы основаны лишь на трех надежных моделях с размерами планетозималей в тысячу, 100 и 10 километров. В будущем надо попытаться создать модель самой Солнечной системы». («Перемещения Юпитера и образование планет земной группы»).
«Миссия «Юнона» на Юпитер поможет узнать о происхождении Солнечной системы». (16.06.2016, 22:16).«Есть в нашей Солнечной системе нечто такое, что может показаться необычным. По какой-то причине большинство наших крупных планет находятся вдали от Солнца, а ближе к нему расположены маленькие и каменистые миры, включая Землю.
Но во многих открытых внесолнечных системах ситуация совсем иная. Там в некоторых случаях ученые обнаружили так называемые «раскаленные Юпитеры». Это огромные газовые гиганты, расположившиеся близко к своим звездам. В других случаях планеты чуть больше Земли настолько близки к своим звездам, что не могут быть обитаемыми. Наша Солнечная система когда-то выглядела так же, или она зарождалась иначе?
 |
| Atmospheric Evolution - On a Sphere. (Credit: NASA/JPL/University of Arizona) |
Этим объясняется то обстоятельство, почему охотящийся за планетами телескоп НАСА «Кеплер» увидел разные типы солнечных систем вокруг других звезд, говорит ведущий исследователь планетолог Константин Батыгин, работающий доцентом в Калифорнийском технологическом институте.
«Обнаруженные „Кеплером“ новые планеты обращаются по орбитам вблизи своих звезд, имея обычно период обращения менее 100 дней. И они массивнее Земли, - отметил Батыгин. - Но самое интересное в том, что эти планеты богаты водородом».
Присутствие водорода на таких планетах может означать, что они собрали его из первичных газовых скоплений, в которых формировалась эта солнечная система, добавил он.
«Это важное и серьезно отличие от нашей собственной внутренней Солнечной системы. Планеты земной группы бедны водородом, что может указывать на их послегазовое формирование из протопланетных дисков», - сказал ученый.
В марте в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» была опубликована работа на эту тему под названием «Решающая роль Юпитера в ранней эволюции внутренней Солнечной системы».
По газовой орбите
Солнце с его планетами, как и другие солнечные системы, образовались из огромных скоплений газа и пыли. Считается, что охлаждение газов и исчезновение сопутствующего термального давления, которое удерживает облако от его собственной гравитации, заставило газы сжаться и сформировать Солнце.
Со временем частицы пыли сталкивались и смерзались, образуя глыбы, которые в свою очередь тоже срастались и формировали твердую сердцевину планет нашей солнечной системы. Одновременно газовое облако сохранялось еще как минимум несколько миллионов лет, обеспечивая материалом газовые гиганты.
Видео: «Планета-гигант, как громадный поршень». «Анимация эволюции начальной планетной системы после образования в ней первой планеты-гиганта (чёрным). По шкале спектра показано содержание льда в начальных протопланетных телах (планетезималях), по оси ординат - эксцентриситет орбит. Вся анимация занимает время всего лишь около 10 миллионов лет. «Линию сажи» и «линию льда» можете найти на видео самостоятельно. Первичный пояс Койпера расположен позади (справа) от «поршня» Юпитера». (2016-02-04, 12:45:00)
Но к этой теории формирования есть вопросы. Ранее ученые думали, что расположенные ближе к Солнцу каменистые планеты сформировались в то же время, что и газовые гиганты. Таким образом, получается, что газ должен был как-то исчезнуть из внутренней солнечной системы, но сохраниться во внешней. Существовало мнение, что газ этот выдула солнечная энергия, и его ближе Юпитера уже не осталось. Но почему в других солнечных системах газ присутствует ближе к звезде?
По сценарию Батыгина, который является одним из возможных объяснений, Юпитер сформировался первым, после чего в силу взаимодействия с газом он двинулся в сторону Солнца. Далее возник Сатурн, который посредством сложных связей между притяжением и взаимодействием протопланетных дисков начал притягивать Юпитер, доведя его до сегодняшней орбиты.
«Скорее всего, Юпитер сформировался за пределами ледовой линии солнечной туманности, как минимум в три раза дальше от Солнца, чем сегодняшняя Земля, если мерить астрономическими единицами, - сказал Батыгин. - Вероятно, в какой-то момент он подошел к Солнцу на расстояние 1,5 астрономических единиц, а затем отодвинулся на дистанцию 5,2 астрономической единицы».
Такое приближение и удаление Юпитера, объяснил ученый, «породило хаос во внутренней солнечной системе». Газовый гигант швырял одни планетозимали в Солнце, а другие ставил на неустойчивые орбиты, в результате чего они врезались друг в друга. Если в то время сформировались какие-то «супер-Земли», они тоже могли разрушиться.
Но когда Юпитер ушел с ближней орбиты, несколько крупных кусков осталось на стабильных орбитах, а огромная сила притяжения Юпитера защитила внутреннюю солнечную систему от рикошета других космических обломков, которые могли разрушить оставшиеся куски.
Формирование скалистых планет
Теперь оставшиеся планетозимали обращались по орбите там, где было мало газа. Со временем они сталкивались друг с другом, создавая те внутренние планеты, которые мы наблюдаем сегодня - Меркурий, Венеру, Землю и Марс.
«Таким образом, это хорошо объясняет раннюю миграцию гигантских планет, этап формирования внутренних планет и планет земной группы», - сказал Батыгин.
Но такой сценарий требует наличия двух гигантских планет в одном и том же протопланетном диске, причем наружная планета (в нашем случае Сатурн) должна быть не такой массивной, как внутренняя (Юпитер). Сочетание сил притяжения заставляет планеты теснее взаимодействовать с внутренней частью газа, чем с внешней, благодаря чему происходит миграция, и они освобождают дорогу для планет меньшего размера.
Батыгин говорит, что потребуется провести дополнительную работу, поскольку его выводы основаны лишь на трех надежных моделях с размерами планетозималей в тысячу, 100 и 10 километров. В будущем надо попытаться создать модель самой Солнечной системы». («Перемещения Юпитера и образование планет земной группы»).
 |
| Этапы формирования Солнечной системы в представлении художника. (2016-02-04, 12:45:00) |
«...На прошлой неделе "Juno" приблизился на максимально близкое расстояние к Юпитеру.
Он пролетел всего в 4,2 тысячи километров от его верхних слоев атмосферы, двигаясь со скоростью в 208 тысяч километров в час (57 километров в секунду). Первые снимки, которые были получены в ходе этого пролета, НАСА уже показало, и в эти выходные были опубликованы новые, более подробные и уникальные фотографии крупнейшей планеты Солнечной системы.
Уникальность полюсов Юпитера заключается в том, что "рисунок" потоков газа на них заметно отличается от того, как выглядят полюса Сатурна, Урана и других планет Солнечной системы, фотографии которых получали пролетающие зонды или "Хаббл". Как отмечает Болтон, пока его команда не знает, что порождает шторма и необычную структуру полюсов Юпитера, однако, по его словам, у "Juno" есть еще как минимум 36 попыток раскрыть их тайну.
На эту тему:
 |
| Полярное сияние на южном полюсе Юпитера. © NASA/ JPL-Caltech/SwRI/MSSS |
Уникальность полюсов Юпитера заключается в том, что "рисунок" потоков газа на них заметно отличается от того, как выглядят полюса Сатурна, Урана и других планет Солнечной системы, фотографии которых получали пролетающие зонды или "Хаббл". Как отмечает Болтон, пока его команда не знает, что порождает шторма и необычную структуру полюсов Юпитера, однако, по его словам, у "Juno" есть еще как минимум 36 попыток раскрыть их тайну.
По словам планетологов, работающих с инфракрасной камерой JIRAM, часть этих ответов может заключаться в необычных областях высоких и низких температур, которые она зафиксировала на полюсах Юпитера. Подобные теплые зоны, как недавно выяснили ученые, играют важную роль в транспортировке тепла из недр планеты к ее поверхности и в поддержании "великого красного пятна", самой заметной черты планеты-гиганта...» («Juno передал первые и ни на что не похожие фотографии полюсов Юпитера». 05 сентября 2016, 11:01).
На эту тему:
«Метеориты выдали ученым тайну времени рождения Юпитера». (11 декабря 2016, 10:21).
4. Самая странная планета солнечной системы - Уран
4.1. Уран вращается «лежа на боку»
«Уран. Наклон экватора к орбите 97,8° (вращение обратное по отношению к Земле и большинству планет, но не диаметрально противоположное, как у Венеры а, как говорят, «лежа на боку»).
«Каким образом Уран занял такое положение, остается загадкой». (Ротери Д. «Планеты». 11. «Уран». «Вращение и орбита», стр. 228).
«Уран, единственная планета Солнечной системы, у которой ось вращения наклонена к плоскости орбиты более чем на 90 градусов, "лег на бок" после нескольких столкновений с другими объектами на заре своей истории, а не в результате одного мощного удара, как считалось ранее, заявили французские астрономы на планетологической конференции во Франции.
Седьмая планета Солнечной системы была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана. Ее ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 97,8 градуса, большую часть года у полюсов планеты царит либо полярный день, либо полярная ночь. Ранее считалось, что Уран "лег на бок" после столкновения с телом, масса которого превышала земную. Однако оси у 20 лун Урана тоже смещены на 90 градусов, что не должно было случиться при одиночном столкновении.
Группа ученых под руководством Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) из Обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, при помощи компьютерного моделирования изучила возможные варианты столкновений Урана с другими небесными телами.
Моделирование показало, что столкновения могли произойти двумя небольшими объектами. Они, согласно расчетам, врезались в "зародыш" Урана в то время, когда вокруг него еще существовал протопланетный диск, из которого возникли его кольца и спутники. От удара диск превратился в подобие толстого бублика и повернулся на бок. Через некоторое время это облако пыли и астероидов превратилось в спутники, вращающиеся в одной плоскости с Ураном.
Как отмечают ученые, одного "большого" столкновения недостаточно для формирования такой системы спутников.
"Общепринятые теории формирования планет-гигантов подразумевают, что Уран, Нептун и каменные ядра Юпитера и Сатурна сформировались в результате аккреции (падение вещества на космическое тело под действием сил тяготения) небольших объектов в протопланетном диске. Они (планеты) не должны были сталкиваться с тяжелыми небесными телами. Двойное столкновение Урана указывает на то, что такие катаклизмы часто происходят в процессе формирования планет-гигантов, и поэтому мы должны пересмотреть эти теории", - считает Морбиделли». («Ось вращения Урана сместилась из-за нескольких ударов, выяснили ученые». 06 октября 2011, 21:56).
 |
| © Фото: Lawrence Sromovsky, (Univ. Wisconsin-Madison), Keck Observatory |
«Адриан Брунини (Adrian Brunini) из аргентинского национального университета Ла-Плата (Universidad Nacional de La Plata) предложил новую теорию, объясняющую загадочную стабильность наклона осей планет-гигантов - Юпитера, Сатурна и Урана, и собственно - происхождение этих наклонов.
Теория Брунини (опубликована в "Nature") - это развитие более ранней теории Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) и Клеомениса Тсиганиса (Kleomenis Tsiganis) из французской обсерватории (Observatoire de la Côte d'Azur), Хала Левисона (Hal Levison) из американского Юго-Западного исследовательского института (Southwest Research Institute) и Родни Гомеса (Rodney Gomes) из бразильской национальной обсерватории (Observatório Nacional).
Она предполагает, что внешние планеты первоначально находились куда ближе друг к другу, чем сегодня. Гравитационные эффекты от тысяч ледяных и скалистых обломков, летающих вне орбиты Нептуна, заставили планеты-гиганты мигрировать. Так Сатурн переместился немного дальше от Солнца, в то время как Юпитер передвинулся ближе к нему. Брунини вычислил, что орбиты Сатурна и Урана стали заметно больше первоначальных всего за первые сто миллионов лет жизни Солнечной системы.
Автор работы предполагает, что наклоны осей планет-гигантов определились в результате гравитационного взаимодействия между планетами в течение как раз периода их миграции. И наклоны эти больше не менялись именно потому, что планеты-гиганты теперь слишком далеки друг от друга, чтобы настолько друг на друга влиять.
Впрочем, есть версия, что, скажем, Уран и Нептун получили большой наклон своих осей в результате косого удара по ним каких-то тел с массой больше, чем у Земли». («Предложена разгадка тайны наклона осей планет-гигантов». 3 мая 2006 года).
Замечу, что теория изменения наклона планет-гигантов в результате гравитационного взаимодействия вызывает сомнения, но более правдоподобна, чем предположение о «косом ударе по ним каких-то тел с массой больше, чем у Земли». Говорить о «косом ударе» по газовому гиганту, не имеющему твердой поверхности, просто смешно». («ЗАКОН для Солнечной системы»).
[Федор Дергачев: Теория изменения наклона планет-гигантов в результате гравитационного взаимодействия не только вызывает сомнения, но является просто-напросто неверной. Сближение до близкого расстояния, достаточного для взаимодействия такой силы, просто-напросто разорвало бы Уран.]
4.2. «Уран: странное поведение газового гиганта».
5. «Горячие пятна» на полюсах Нептуна и Сатурна
5.1. «Горячая точка» на Южном полюсе Нептуна
 |
| Планета Нептун (Фото «Вояджер-2») |
«Своеобразие недр Нептуна проявляется в его тепловом излучении. Поток солнечного тепла у его орбиты в 2,46 раза меньше, чем вблизи Урана, а отражательные свойства обеих планет близки: в видимой части спектра они отражают около 85% падающего солнечного света, поэтому энергетический бюджет Нептуна очень невелик (полпроцента земного). Напомним, что Уран имеет весьма «спокойную» метеорологию. Но ожидание, что на Нептуне атмосферные течения будут еще слабее, не подтвердилось. Уже наземные измерения позволяли предположить, что Нептун выделяет значительный поток энергии. «Вояджер» показал, что этот поток намного (в 2,7 раза) больше того, что планета получает от Солнца. Температура теплового излучения Нептуна достигает 59,3 К, что даже выше, чем у Урана (59,1 К).
Те гипотезы, которые… объясняли большое тепловыделение у Юпитера и Сатурна, здесь не годятся. [Не привожу эти гипотезы, потому что считаю – они толком ничего не объясняют даже у Юпитера и Сатурна – Ф.Д.]Знакомясь с Ураном, мы узнали, что солнечное тепло – это практически единственный источник его энергии (собственное тепло дает вклад в суммарный тепловой поток не более 13%). Этой энергии слишком мало, чтобы возникли такие мощные явления, как циклоны. В отличие от Урана, атмосфера Нептуна обнаруживает значительную метеорологическую активность, причем характер циркуляции доказывает, что энергия приходит «снизу» из недр планеты, как на Юпитере и Сатурне. На Нептуне ветры несравненно сильнее, чем на Уране… Таким образом, эти планеты-близнецы не слишком похожи». («Солнечная система» / Ред.-сост. В.Г. Сурдин. – М.; ФИЗМАТЛИТ, 2009. Л.В. Ксанфомалити. Глава 10, «Нептун», стр. 263).
Последние исследования привлекли пристальное внимание ученых к аномалиям Нептуна. Загадочное магнитное поле, сдвинутое к южному полюсу планеты. Изменение яркости южного полюса, достигающее нескольких звездных величин. Колоссальные ураганы в атмосфере Нептуна. Откуда такая энергия на самой далекой (в отсутствие «исключенного» Плутона) планете от Солнца?
И энергетическая аномалия действительно зафиксирована. Нептун излучает энергии в два раза больше, чем получает от Солнца.
Откуда же она взялась? «Дежурные» объяснения планетологов являются совершенно неудовлетворительными.
«Международная группа астрономов из «Европейской южной обсерватории» («ESO»), используя один из четырёх телескопов «Very Large Telescope» (а именно - «Melipal»), открыла, что южный полюс Нептуна представляет собой нагретый участок, через который метан из глубинных слоёв атмосферы может убегать в стратосферу газового гиганта.
Средняя температура атмосферы Нептуна - минус 200 градусов по Цельсию. Но, как выяснилось благодаря новым инфракрасным снимкам, горячая точка на южном полюсе планеты имеет температуру на 10 градусов более высокую, чем где-либо ещё на всей (условной) поверхности Нептуна.
 |
| Верхний левый кадр показывает температуру в верхней тропосфере Нептуна. Хорошо видна горячая точка на Южном полюсе планеты |
Также астрономы нашли нагретые районы в стратосфере Нептуна, в его высоких широтах. Прямых аналогов этим точкам в атмосферах других планет - нет. Предположительно, это результат подъёма более тёплых газов с глубины». («Астрономы нашли горячую точку на южном полюсе Нептуна». 19 сентября 2007 года).
Асимметрия в южном направлении наблюдается и у магнитного поля планеты.
«Измерено магнитное поле Нептуна. Оно слабее земного и поражает своей асимметричностью: магнитные полюса планеты сдвинуты от географических на 50 градусов (у Земли – на 11,5 градуса), и, кроме того, центр шаровидного магнитного поля не совпадает с центром планеты, а сильно сдвинут к южному полушарию». («Нептун крупным планом». «Наука и жизнь», 1990 год, №3, стр. 36).
Считаю, что на Южном полюсе Нептуна находится некий источник, генерирующий колоссальную энергию. Причем в случае с Нептуном – один, без «пары» на Северном полюсе, и это позволило мне назвать его «однополюсным».
Понятно, что Нептун не имеет твердой поверхности, и источник должен быть «зафиксирован» в гравитационном поле планеты. Каким образом – надо думать. Может быть, на большой глубине в глубинах атмосферы «плавает» что-либо твердое. Или же нагрев «наведен» извне, направленным лучом с Тритона, загадочного спутника планеты-гиганта...» (Ф.Д. «Прокляты и забыты». Часть 2).
На эту тему:
«Астрономы обнаружили температурную аномалию на Нептуне». (19.09.2007, 11:20)
«Теплый полюс Нептуна: 5 самых интересных фактов». (23 сентября 2007)
5.2. Ученые обнаружили «горячие пятна» на полюсах Сатурна
 |
| «Saturn's north and south poles are hotter than theories predict» |
«Мы предполагали, что горячее пятно на южном полюсе связано с солнечным светом, – говорит Гленн Ортон (Glenn Orton), – но северный полюс был лишен солнечного света с наступлением зимы в 1995 году, и мы не ожидали найти подобное».
На сегодняшний день наиболее вероятным объяснением является то, что при движении воздуха к полюсам он сжимается и нагревается при движении вниз, утверждает Лейд Флетчер (Leigh Fletcher), автор статьи о результатах данного исследования». (08.01.2008, 12:31). На эту тему:
«Температурные аномалии на полюсах Сатурна». (06.01.2008, 02:03, Мск)
«Артефакт»-2016. Часть 9 «Пояс Койпера». http://artefact-2007.blogspot.ru/2016/10/2016-9.html
На эту тему:
«Эпоха перемен: советы постороннего». Часть 14. «"Оглушительное" молчание». (1 июня 2016 года).
«Кассини» запечатлел изменения в «шестиграннике» Сатурна
ОтветитьУдалить«NASA показало, какие изменения претерпел облик северного полюса окольцованной планеты в промежуток между 2012 и 2016 годами.
Обладатель знаменитой системы колец и спутников-«пастухов» по праву считается одной из самых уникальных планет нашей системы. Этот газовый гигант с 2004 года находится под присмотром автоматической межпланетной станции «Кассини», благодаря которой мы узнаем новое о шестой от Солнца планете.
О том, что на северном полюсе Сатурна бушует крупнейший антициклон Солнечной системы, имеющий форму шестиугольника, известно давно. Американское космическое агентство представило два совмещенных изображения этого региона, полученные космическим аппаратом «Кассини» в 2012 и 2016 гг. На них видно, как за четыре года гигантский гексагон изменился в цвете.
Причина перемен в облике северного полюса Сатурна пока остается загадкой. По одной из версий, это может быть связано со сменой времен года на газовом гиганте.
«Переход цвета из голубоватого в золотистый может быть следствием появления фотохимических туманов в атмосфере Сатурна, которые свидетельствуют о приходе лета в северное полушарие планеты», – отмечают в NASA.
По мнению исследователей, границы гексагона, который является шестиугольным вихрем, могут играть роль барьера, не пропускающего внутрь вещество из средних широт планеты. За семь лет атмосфера полюса очистилась от аэрозолей и больше не рассеивает свет. Но после весеннего равноденствия, произошедшего в августе 2009 года, свет снова освещает полярные области газового гиганта. Это запускает фотохимические реакции, и аэрозоли снова появляются в атмосфере.
Еще одной причиной, повлекшей изменения в «шестиграннике» Сатурна, могут быть ветра, сила и направление которых также могли измениться благодаря потеплению». (24 октября 2016 года). http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/04/14.html
На эту тему:
1. "Земля и Вселенная". Часть 1. http://artefact-2007.livejournal.com/32152.html
2. "Северный полярный шестиугольник Сатурна". http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/05/18.html
Перепост: https://plus.google.com/u/0/+%D0%A4%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%94%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%B2-2007/posts/Yb3kcYYPNaR
Гигантские бури приводят к «учащению сердцебиения» Сатурна
Удалить"Мощные бури в северных широтах Сатурна могут привести к изменению циркуляции атмосферы близ экватора гигантской планеты, сообщают ученые международной миссии Cassini («Кассини») под руководством доктора Ли Флетчера (Leigh Fletcher) из Университета Лестера, Великобритания.
Подобный эффект можно также наблюдать и в атмосфере Земли, что свидетельствует о том, что две планеты имеют гораздо больше общего, чем считалось ранее.
В этом исследовании команда Флетчера изучила явление в атмосфере Сатурна, называемое «квазипериодическими осцилляциями» и состоящее в том, что в экваториальной области планеты наблюдается картина периодического возникновения вертикальных перепадов температур и изменений систем ветров. Период квазипериодических осцилляций атмосферы Сатурна составляет около 15 лет. Аналогичное явление, происходящее на Земле, имеет период 28 месяцев.
Изучая это явление, Флетчер и его коллеги в своем исследовании обнаружили «учащение сердцебиения» гигантской планеты в период с 2011 по 2013 гг., в результате которого произошло охлаждение экваториальной области Сатурна. Проанализировав предшествовавшие этому событию крупные изменения в атмосфере гигантской планеты, Флетчер и его коллеги обнаружили, что учащение квазипериодических пульсаций произошло непосредственно после гигантской бури, которая охватила почти все северное полушарие Сатурна. Изучив более детально эти два события, ученые нашли механизм возможной связи между ними: волна, идущая от гигантской бури, могла прокатиться до экватора и нарушить квазипериодические осцилляции, несмотря на то, что буря бушевала за десятки тысяч километров от экватора, считают Флетчер и его команда.
Исследование появилось в журнале Nature Astronomy". (14 декабря 2017, 04:38:43). http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=10473
Источник:
"Giant storms cause palpitations in Saturn's atmospheric heartbeat". (December 13, 2017). https://phys.org/news/2017-12-giant-storms-palpitations-saturn-atmospheric.html
https://artefact-2007.blogspot.ru/2012/04/16.html?showComment=1513336319715#c5431914553156062844
"Кассини" натолкнулся на необъяснимую аномалию магнитного поля Сатурна
Удалить"Магнитная ось Сатурна необъяснимым образом оказалась идеально синхронизированной с осью вращения планеты-гиганта, что не позволило зонду "Кассини" точно измерить продолжительность дня на "властелине колец", сообщает Лаборатория реактивного движения НАСА.
"Наклон магнитного поля Сатурна оказался неожиданно малым, не соответствующим нашим старым предсказаниям, и этот факт крайне трудно объяснить. По этой причине нам не удалось измерить продолжительность дня на планете, но мы продолжаем работать над этим и ищем иные способы проведения подобных замеров", — рассказывает Мишель Дауэрти (Michele Dougherty) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).
По словам Дауэрти, ученые до сих пор не знают, какое время уходит у Сатурна на один оборот вокруг своей оси. Поскольку на планете нет больших пятен, как на Юпитере, или заметных черт рельефа, планетологам приходится вычислять скорость вращения по различным косвенным признакам.
Первая такая оценка была получена еще в 1980-х годах, когда Сатурн посетил зонд "Вояджер-2". По его замерам, сатурнианские сутки равнялись 10 часам 39 минутам и 22 секундам. Эта цифра не подвергалась сомнениям до прибытия к планете зонда "Кассини", который измерил флуктуации магнитного поля Сатурна и пришел к выводу, что на самом деле Сатурн тратит на один оборот вокруг оси на восемь минут больше.
С конца апреля "Кассини" периодически сближается с Сатурном, подлетая к нему на минимальное расстояние в рамках последней фазы миссии, получившей название "Финал Оперы". Эти сближения, как считали ученые, должны были помочь им получить более точные данные по флуктуациям магнитного поля Сатурна и точнее измерить продолжительность суток.
Эти ожидания не оправдались. Как показали новые замеры, магнитная ось Сатурна или полностью совпадает с его осью вращения, или же отклонена от нее меньше чем на 0,06 градуса – значение, полученное "Кассини" в ходе предыдущих фаз его работы на орбите "властелина колец". Соответственно, теперь ученые не могут не только точно измерить длину суток на Сатурне, но и объяснить, откуда взялось у него магнитное поле.
Дело в том, что современные теории формирования магнитных полей у планет и некоторых типов звезд подразумевают, что магнитная ось Сатурна, Земли, Юпитера и других небесных тел должна быть несколько наклонена по отношению к общей оси вращения для того, чтобы в ее ядре могли возникать потоки плазмы, расплавленного металла или металлического водорода, вырабатывающие эти поля.
Этот наклон, в свою очередь, будет отражаться в флуктуациях магнитного поля на протяжении суток, что позволяет довольно точно вычислить их продолжительность, наблюдая несколько дней за изменениями в силе поля. Текущие замеры "Кассини" показывают, что на Сатурне таких колебаний нет, и это поставило ученых в тупик.
Сейчас научная команда "Кассини" наблюдает за флуктуациями гравитационного поля планеты-гиганта в надежде найти следы того, что колебания магнитного поля скрывают какие-то внутренние процессы в атмосфере Сатурна.
Первые данные, как отмечают Дауэрти и ее коллеги, указывают на наличие пока не изученных аномалий и в гравитационном поле, что говорит о том, что у Сатурна есть множество тайн, которые придется изучать уже при помощи других зондов, так как "Кассини" погибнет в атмосфере планеты всего через полтора месяца, в середине сентября". (25.07.2017, 10:38). https://ria.ru/science/20170725/1499099863.html
Источник:
"Saturn Surprises As Cassini Continues its Grand Finale". (JULY 24, 2017). https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2017-195
Знаменитый шестиугольный вихрь Сатурна может простираться выше облачного покрова
Удалить"Новое продолжительное исследование, которое проводится с использованием данных от аппарата “Кассини”, открыло удивительную особенность, возникающую на северном полюсе Сатурна в летнее время. Оказывается, у этой планеты есть тёплый, высотный вихрь шестиугольной формы, сродни знаменитому шестигранник, наблюдаемому глубже в атмосфере газового гиганта.
Это открытие было опубликовано 3 сентября в издании Nature Communications, и оно очень интригует, потому что предполагает, что шестиугольник на более низкой высоте может влиять на то, что происходит выше. К тому же всё выглядит так, что этот гексагон является возвышающейся структурой и может подниматься на сотни километров вверх.
Когда аппарат “Кассини” прибыл в систему Сатурна в 2004 году, южное полушарие планеты находилось в области лета, в то время как в северном полушарии — разгар зимы. Космическая станция наблюдала протяжённый, тёплый высотный вихрь на южном полюсе Сатурна, но ничего подобного не было найдено на севере планеты. Новое же исследование сообщает о первых признаках северного полярного вихря, формирующегося высоко в атмосфере, по мере приближения северного полушария Сатурна к летнему времени. Этот теплый вихрь находится на высоте сотен километров над облаками, в стратосфере, и преподносит исследователям неожиданный сюрприз.
«Края этого недавно найденного вихря выглядят шестиугольными, точно совпадающими с известным и причудливым шестиугольным рисунком облаков, который мы видим глубже в атмосфере Сатурна», — сказал Ли Флетчер из Университета Лестера, ведущий автор нового исследования.
Облачные слои Сатурна отвечают за большую часть”погоды” планеты. Сюда же включён ранее существовавший северный полярный вихрь. Эта особенность была обнаружена космическим кораблем НАСА «Вояджер» в 1980-х годах и изучалась в течение последующих десятилетий. Как оказалось, этот многоугольник может быть потенциально привязан к вращению Сатурна. Этот тип явления, также наблюдается на Земле в виде полярных струйных потоков.
Свойства этого вихря были подробно изучены станцией “Кассини”, которая наблюдала его во многих спектрах электромагнитных волн — от ультрафиолетового до инфракрасного — используя различные приборы, в том числе и инфракрасный спектрометр CIRS. Однако в начале миссии аппарата этот прибор не мог заглянуть глубже в стратосферу северного полушария, так как температура там была слишком низкой для получения надёжных инфракрасных данных от CIRS. В результате этого эти районы оставались неисследованными в течение многих лет.
«Масштабы шестиугольника продолжают расти, также как и его тайны, даже после 13 лет работы”Кассини” на орбите вокруг Сатурна. Я с нетерпением жду других новых открытий, которые еще предстоит найти в данных, переданных станцией до своей гибели”, — сказала Линда Спилкер, научный сотрудник проекта Кассини.
По информации НАСА". (07 сентября 2018). http://www.theuniversetimes.ru/znamenityj-shestiugolnyj-vixr-saturna-mozhet-prostiratsya-vyshe-oblachnogo-pokrova.html
Источник:
"Saturn's Famous Hexagon May Tower Above the Clouds". (Sept. 5, 2018). https://www.nasa.gov/feature/jpl/saturns-famous-hexagon-may-tower-above-the-clouds
https://artefact-2007.blogspot.com/2012/05/18.html?showComment=1536315261482#c5147602133818286367
"Почему удивительный мир Урана незаслуженно лишен внимания?" (26 марта 2017 в 13:30). https://hi-news.ru/space/pochemu-udivitelnyj-mir-urana-nezasluzhenno-lishen-vnimaniya.html
ОтветитьУдалитьВидео: "Voyager Encounters Uranus 1986 NASA Voyager 2 Post-Flyby Briefing, Miranda Closeups". https://www.youtube.com/watch?v=2sdiQHM9his
Магнитное поле Урана "открывается" и "закрывается", словно выключатель
Удалить"В США сделали открытие, основанное на данных космического корабля NASA «Вояджер-2», который летал к Урану еще в 1986 году. Оказалось, что магнитное поле Урана отличается от нашей планеты. Оно «открывается» и «закрывается» в зависимости от изменений солнечного ветра, но ежедневно, словно срабатывает автомат.
Ученые обнаружили, что магнитное поле Урана начинает работать, как выключатель. Это происходит каждый день. Исследователи из Технологического института Джорджии сумели выявить это, детально изучая старые данные «Вояджер-2».
«Магнитосфера «открыта »в одной ориентации, позволяя солнечному ветру течь, а затем закрывается, образуя щит против солнечного ветра и отклоняя его от планеты», - говорят астрофизики.
Магнитосфера Земли обычно переключается между «открытыми» и «закрытыми» состояниями лишь в ответ на изменения солнечного ветра. У Урана магнитное поле однобокое, оно нецентрировано и наклонено на 60 градусов от его оси. Эти особенности заставляют магнитное поле асимметрично отклоняться от направления солнечного ветра. Переключение диктуется быстрым вращением Урана, и его ориентация приводит к периодическому сценарию «открытия-закрытия», когда он проходит через солнечный ветер.
«Уран - это физический кошмар. Магнитное поле очень быстро падает, подобно тому, как ребенок перелетает на машинке через голову, кубарем катясь с холма», - говорит Кэрол Пати (Carol Paty) из Технологического института Джорджии.
«Когда намагниченный солнечный ветер встречает это поле и опрокидывает в правильном направлении, оно может снова включиться, и магнитосфера Урана переходит от «открытого» к «закрытому» состоянию, и так каждый день», - добавила она". (28 июня 2017 года, 19:20). http://www.americaru.com/news/115189
Также на эту тему:
"Уран не перестает удивлять ученых". (26 июня 2017 в 15:30). https://hi-news.ru/research-development/uran-ne-perestaet-udivlyat-uchenyx.html
Как Солнце влияет на облака в атмосфере Урана?
Удалить"Согласно новому исследованию астрономов из университетов Оксфорда и Рединга (Великобритания), солнечная активность влияет на образование и цвет облаков в атмосфере Урана. Выводы ученых представлены в журнале "Geophysical Research Letters".
«Несмотря на то, что атмосфера Урана является самой холодной в Солнечной системе, в ней все же можно встретить облака, как и на Земле. Изменения яркости планеты указывают на то, что какие-то процессы влияют на характеристики этих облаков», – рассказывает Карен Аплин из Оксфордского университета.
Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84 земных года. Исследователи обнаружили, что в течение длительных времен года планета то становится ярче, то тускнеет с периодом в 11 земных лет, что совпадает с циклом солнечной активности.
«Мы выяснили, что на облака в атмосфере Урана влияют два процесса. Первый связан с изменением уровня ультрафиолетового излучения от Солнца, влияющим на цвет частиц в атмосфере. Второй обусловлен высокоскоростными частицами, приходящими из-за пределов Солнечной системы, которые бомбардируют атмосферу Урана и регулируют образование облаков. Удивительно, но эффект виден даже с Земли на расстоянии более полутора миллиардов километров», – добавила Карен Аплин.
Солнце обладает магнитным полем, защищающим планеты от атак космических лучей. Каждые 11 лет в периоды минимума солнечной активности защита ослабевает, и радиация проникает в Солнечную систему.
В своей работе ученые основывались на данных детектора космических лучей зонда NASA «Voyager 2», а также на наблюдениях наземных телескопов. Предыдущее исследование тех же авторов показало аналогичный эффект в атмосфере Нептуна, самой удаленной от Солнца планеты". (22 декабря 2017 года, 19:07). http://in-space.ru/kak-solntse-vliyaet-na-oblaka-v-atmosfere-urana/
"Наклон оси Урана объяснили последствиями столкновения". (09 июля 2018). https://universemagazine.com/4640/
УдалитьИсточник:
"'Cataclysmic' collision shaped Uranus' evolution". (July 2, 2018). https://phys.org/news/2018-07-cataclysmic-collision-uranus-evolution.html
Видео: "Uranus collision with huge cosmic body twice size of Earth (simulation)".
"A simulation showing a grazing giant impact between a massive object and the young Uranus. Research led by Durham University, UK, confirms that a massive object roughly twice the size of Earth hit Uranus about 4 billion years ago and caused the planet's unusual tilt. The collision could explain Uranus' freezing temperatures. The clock in the top left of the animation shows hours since the start of simulation.
Credit: Jacob Kegerreis/Durham University". (Опубликовано: 3 июл. 2018). https://www.youtube.com/watch?v=MjBYis4rJzg
На Юпитере нашли второе Большое пятно
ОтветитьУдалить"Британские, американские и японские астрономы обнаружили на Юпитере Большое золотое пятно. Оно стало вторым подобным образованием после Большого красного пятна, замеченным в атмосфере планеты. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters, кратко о нем сообщает Popular Mechanics.
По своим размерам золотое пятно сравнимо с красным. Его длина достигает 24 тысяч километров, а ширина — 12 тысяч километров. Атмосферное образование расположено в районе северного полюса газового гиганта.
Температура внутри пятна примерно на 200 кельвинов ниже, чем в окружающей термосфере планеты и составляет 700-100 кельвинов. Атмосферное образование астрономы изучали при помощи наземной обсерватории Very Large Telescope (Чили).
Ученые полагают, что Большое золотое пятно возникло примерно тысячу лет назад, а его наличие свидетельствует об устойчивости климата Юпитера и связано с существованием полярных сияний. Вероятнее всего атмосферное образование, как и его аналог, участвуют в охлаждении планеты.
Большое красное пятно имеет размеры около 40 тысяч километров в длину и 13 тысяч километров в ширину. Это больше любых линейных размеров Земли. Пятно представляет собой самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе, а его наблюдением ученые занимаются в течение последних 300 лет". (12 апреля 2017, 10:15). https://lenta.ru/news/2017/04/12/jupiter/
Источники:
"The Great Cold Spot in Jupiter's upper atmosphere." (First published: 10 April 2017). http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL071956/full
"There's a Great Cold Spot to Go With Jupiter's Great Red Spot. Scientists reported Tuesday that the dark expanse is 15,000 miles (24,000 kilometers) across and 7,500 miles (12,000 kilometers) wide." (By Associated Press. Apr 11, 2017). http://www.popularmechanics.com/space/solar-system/news/a26030/jupiter-great-cold-spot/
По данным аппарата "Юнона", у Юпитера нет твердого ядра
Удалить"Космический аппарат «Юнона» кружит по орбите вокруг Юпитера уже около года, и уже начал посылать на Землю крайне любопытную информацию, которая во многом меняет наше представление о самой большой планете Солнечной системы.
Во-первых, «Юнона» выяснила, что на экваторе Юпитера находится пояс из аммиака, который уходит в атмосферу планеты на глубину примерно 300 км, что позволяет говорить о существовании целой погодной системы, основанной на перераспределении аммиака между различными зонами планеты.
Также прежде считалось, что под бурной атмосферой Юпитера находится единообразное основание с твердым ядром из металлического водорода, но оказалось, что внутренние слои Юпитера постоянно смешиваются друг с другом, то есть по сути его ядро размыто, туманно.
Еще одним открытием стало, что магнитное поле планеты оказалось мощнее, чем ученые думали раньше. Исследователи и до этого предполагали, что оно в 10−20 раз мощнее магнитного поля Земли, но результаты «Юноны» показали, что реальные показатели еще в два раза выше. При этом оно не однородное, со спадами и подъемами, и его источник находится ближе к поверхности планеты, а не в ядре, как у Земли.
Также аппарат передал снимки огромных циклонов размером с Землю или пол-Земли, которые, по одной из гипотез, состоят из конденсированного аммиака. В поясе к югу от экватора «Юнона» зафиксировала странные белые овалы, которые могут быть облаками из аммиака и гидразина. А на полюсах планеты часто наблюдаются явления, сходные с земным северным сиянием, только атмосфера там состоит в основном из метана и молекулярного иона с тремя атомами водорода, а температура колеблется в районе 500−950 Кельвинов.
Вся эта информация получена после 5 полных оборотов «Юноны» вокруг Юпитера. До того как у миссии закончится финансирование в июле 2018 года, аппарат еще как минимум семь раз пройдет по орбите вокруг планеты, но функционировать сможет гораздо дольше этого срока. Так что о Юпитере мы еще узнаем немало". (6 мая 2017, 18:00). http://www.popmech.ru/science/news-362682-tsiklony-razmerom-s-zemlyu-neveroyatnoe-magnitnoe-pole-novye-dannye-o-yupitere/
Источник:
"First results from Jupiter probe show huge magnetism and storms". (3 May 2017). https://www.newscientist.com/article/2129805-first-results-from-jupiter-probe-show-huge-magnetism-and-storms/
Первые научные результаты от юпитерианской миссии НАСА «Юнона»
Удалить"...Инструменты Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) и Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVS), предназначенные для изучения юпитерианских полярных сияний, показали ученым, что заряженные частицы, отвечающие за возникновение этих явлений на Юпитере, значительно отличаются от частиц, обусловливающих появление полярных сияний на Земле.
Знаменитые полосы Юпитера исчезают в приполярных зонах планеты. На новых снимках, сделанных при помощи камеры JunoCam, видны вихри размером примерно с Марс каждый, бушующие в этих областях. Кроме того, микроволновой зондирующий инструмент миссии «Юнона» позволил оценить глубину, на которой все еще существует разделение атмосферы Юпитера на зоны и пояса. Согласно исследователям эти полосы еще существуют на такой глубине в атмосфере планеты, где давление достигает 100 атмосфер. Глубина существования полос демонстрирует асимметрию в направлении север-юг..." (26 мая 2017, 07:30:56). http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9799
Гигантские торнадо и магнитные вихри: Juno получил первые данные о Юпитере
"...Первая необычная тайна самой крупной планеты Солнечной системы, которую им удалось открыть – гигантские циклоны диаметром в 1400 километров и больше, встречающиеся в приполярных регионах Юпитера. Некоторые из них превосходят Луну и Землю по своим размерам, достигая ширины в 4000 и 7000 километров...
Главной неожиданностью для Болтона и его команды стала сила магнитного поля Юпитера у "поверхности" его облаков – оно оказалось примерно в 13 раз более сильным, чем аналогичный показатель для Земли, и более беспокойным, чем считалось раньше. Это значение, как отметил Болтон, примерно в два раза выше, чем показывали теоретические расчеты и наблюдения при помощи датчиков зондов "Галилео", "Вояджеров" и "New Horizons".
Другой неожиданностью, связанной с магнитным полем Юпитера, было то, что ученым не удалось найти в нем следов электрических токов, связанных с полярными сияниями, возникающими в результате взаимодействия магнитного "щита" планеты и корональных выбросов Солнца. Как считают планетологи, это опять может быть связано с необычным устройством ядра Юпитера...
Его дальнейшее изучение и "прощупывание" на больших глубинах в недрах Юпитера, как надеются ученые поможет понять, почему это происходит и возможно даст подсказки о том, из чего состоит ядро планеты-гиганта. Пока, как отмечают ученые НАСА, все указывает на отсутствие металлического водорода в нем, как предполагали некоторые планетологи". (25.05.2017, 21:01). https://ria.ru/science/20170525/1495100661.html
Получены первые результаты наблюдений Юпитера зондом Juno
"...Другие наблюдения получены радиометром MWR, который измерил микроволновое излучение юпитерианской атмосферы на разной высоте. Эти данные позволили подтвердить, что могучие и знаменитые ураганы планеты, вытянутые вдоль линий географических широт, у экватора уходят далеко вглубь облаков, а такие же ураганы на более высоких широтах сменяются какими-то другими структурами. Содержание аммиака, который и вносит основной вклад в микроволновое излучение атмосферы, увеличивается с движением вниз настолько, насколько смог заглянуть MWR – на несколько сотен километров.
Магнетометр Juno MAG измерил и глобальное магнитное поле Юпитера, самое мощное среди всех планет Солнечной системы. Оно оказалось еще сильнее, чем оценивалось до сих пор, превышая уровень в 7,766 Гаусс. Необычным оказалась и его неравномерная форма – по мнению ученых, это может указывать на то, что «магнитное динамо», которым создается магнитосфера планеты, расположено не глубоко в центре, как у Земли, а где-то выше, над слоем металлического водорода, из которого в основном сложено ядро Юпитера..." (26.05.2017). https://naked-science.ru/article/sci/polucheny-pervye-rezultaty-nablyudeniy
"Юнона" – не "авось"
Удалить"Микроволновой радиометр Юноны обнаружил, что знаменитые пояса Юпитера гораздо более загадочны, чем казалось на первый взгляд, и пояс теплого аммиака на его экваторе проникает на всю видимую радиометру глубину его атмосферы в сотни км, увеличиваясь и расширяясь книзу.
Магнитное поле Юпитера издавна считалось самым мощным в Солнечной системе, но магнитометр Юноны показывает, что его недооценивали минимум на порядок!
Ядро – вы будете удивлены, но до сих пор еще неясно, есть ли у Юпитера твердое металлическое ядро! Наличие ядра определяется процессом его формирования – если Юпитер образовался слипанием кусков твердого космического мусора – тогда да, а если сконденсировался напрямую из протопланетного диска из пыли и газа (как звезда) – тогда, возможно, и нет! Как пишет Фил Плейт, есть даже две конкурирующие школы планетологов, которые спорят друг с другом до хрипоты, годами, но пока ответ на этот вопрос (в отличие от того, что вы прочтете в Википедии) еще вовсе не очевиден! Но, поскольку наличие (или отсутствие) твердого ядра сильно влияет на такие свойства планеты, как гравитационное и магнитное поля, работа Юноны так или иначе даст ответ и на этот так долго стоявший вопрос..." (31 мая 2017). http://www.nebulacast.com/2017/05/blog-post.html
We knew Jupiter was weird. Now we're finding out HOW weird
"...One of the biggest questions scientists hope Juno will answer actually sounds pretty simple: Does Jupiter have a core? The Earth, for example, has a dense nickel/iron core, formed as those heavy metals fell to the center of our planet as it cooled. Jupiter, though, may not have one at all!
I always assumed it had one, but when I was researching Jupiter for my Crash Course Astronomy episode on it I found that may not be the case. It depends in part on how Jupiter itself formed. In the early solar system, a lot of material starting clumping together to form bigger and bigger objects, going from grains of sand to rubble to boulders to things which were starting to look like planets, called protoplanets. If a bunch of those smashed together to form Jupiter — creating it from the bottom up, so to speak — then yeah, it should have a dense rocky/metal core, probably more massive than our own planet.
It’s also possible Jupiter collapsed directly from the disk of gas and dust surrounding the Sun — from the top down. If that’s the case then it won’t have a core. I’ll note that it’s possible it could have started with a core, but it got eaten away by currents of hot metallic hydrogen deep inside the planet as well.
The presence of a core or lack thereof will change the way Jupiter’s gravitational field is shaped, and this in turn will affect Juno’s orbit. By carefully measuring the spacecraft’s trajectory, this jovian riddle can be solved!
Or maybe. Maybe not. The result scientists found after that first orbit is that Jupiter may have a core, but it’s ... fuzzy. Dilute. It may be bigger than first thought, too, containing 7-25 times the mass of Earth (Jupiter’s total mass is 318 times Earth’s). I had to laugh when I read that; I can imagine groups of scientists on either side of this issue arguing for years over whether Jupiter has a core or not, and then finding out that, in a way, they may both be right..." (May 29, 2017 10:00am). http://www.blastr.com/2017-5-29/we-knew-jupiter-was-weird-now-were-finding-out-how-weird
'Totally Wrong' on Jupiter: What Scientists Gleaned from NASA's Juno Mission
Удалить"Before NASA sent its Juno spacecraft to explore Jupiter, astronomers were "totally wrong" about much of what they thought they knew about the planet, the mission's principal investigator, Scott Bolton, said during a lecture here at the 231st meeting of the American Astronomical Society on Tuesday (Jan. 9)...
By the time Juno launched, astronomers had a pretty good idea of what to expect from the new images and data it would collect at Jupiter — or so they thought.
"Our ideas were totally wrong about the interior structure, about the atmosphere, [and] even about the magnetosphere," Bolton said. Astronomers believed that Jupiter had either a very small and dense core, or perhaps no core at all. But data from Juno revealed that Jupiter has an enormous, "fuzzy" core that might be partially dissolved. This discrepancy between scientists' expectations and the data suggests that there's a lot we still don't know about giant gas planets, he explained.
During its first few close encounters with Jupiter, the spacecraft revealed strange clusters of cyclones raging around Jupiter's north and south poles. Juno is the first space mission to get a good look at the poles, and the mission's scientists did not expect them to look as weird and chaotic as they do, Bolton said. "Had someone shown be a picture of just the pole 10 years ago, I never would have guessed it was Jupiter."
Measurements of Jupiter's magnetic field yielded more surprises. Astronomers knew that Jupiter has the strongest magnetic field of all the planets in the solar system, but Juno found that the magnetic field is actually twice as strong as was previously thought. Much like Earth's magnetic field, Jupiter's magnetic field funnels charged particles (mostly electrons) toward the planet's magnetic poles, where the particles interact with atoms in the atmosphere to create bright auroras.
Strangely, auroras on Jupiter seem to be powered by a mysterious physical force that astronomers haven't been able to identify. According to the mathematical calculations, Jupiter's auroras should be about 10 to 30 times more energetic than Earth's, but Juno has seen auroras that are hundreds of times stronger for no apparent reason. And to make things even weirder, Jupiter's auroras seem to turn off at night as the poles rotate into the dark. This means that Jupiter's northern and southern lights behave differently at each pole, unlike the auroras on Earth.
While scientists and astronomers have been scratching their heads over all these new groundbreaking discoveries enabled by the Juno spacecraft, the photographs Juno has taken of Jupiter have been similarly mind-boggling, Bolton said. Juno's raw images, taken by the spacecraft's JunoCam, are available online for citizen-scientists to download and process, and people have helped to create the most amazing images of Jupiter the world has ever seen. "I'm not sure that anybody on my team was ready for Jupiter to look like that," Bolton said. "We were just startled."
As Juno continues its mission exploring Jupiter and its moons, mission scientists will be looking for new explanations for the strange new things they have learned about Jupiter. And just as the mission will attempt to shed light on these unsolved mysteries, it may very well uncover more ways in which astronomers have been wrong about Jupiter. Bolton ended his lecture with a message to grad students: "Keep working on the theories. Don't believe your professors." (By Hanneke Weitering | January 10, 2018 02:04 pm ET). https://www.space.com/39348-juno-jupiter-mission-planet-revelations.html
Наблюдения «Juno» показали, что ядро Юпитера состоит из смеси водорода и гелия
Удалить"Зачастую поверхность планеты мало рассказывает о процессах, которые протекают в ее недрах. Видимая атмосфера Юпитера состоит из чередующихся ярких и темных полос газа, подпитывающих мощные ветры. Скорость этих образований может достигать более 100 метров в секунду, однако они не отвечают на вопрос, что происходит в глубинах газового гиганта. И здесь на помощь приходит гравитация. Отслеживание ускорения космического аппарата «Juno» при его сближении с Юпитером и учет допплеровского сдвига позволили выявить крошечные аномалии, которые привели к ошеломляющим открытиям.
Выводы трех новых исследований, опубликованных 7 марта 2018 года в журнале Nature, основаны на данных космического аппарата NASA «Juno» о гравитационном поле Юпитера и потенциально переворачивают наше представление о внутренней динамике газовых гигантов.
Похоже, что «ядро» Юпитера представляет из себя плотную жидкость, состоящую из смеси водорода и гелия. Высвобождение энергии в ходе процессов, протекающих в этом сердечнике, вызывает конвекционные процессы в недрах гиганта, которые достигают его поверхности. Однако ни одно лабораторное исследование, проведенное в последнее десятилетие и рассматривающее физику водорода и гелия под высоким давлением вкупе с уточненными данными о гравитационном поле Юпитера, не смогли раскрыть принципы работы этой конвекции и ее влияние на поверхность гиганта.
Возможным объяснением предыдущих наблюдений является то, что турбулентные полосы на поверхности гиганта это результат конвекции, не связанной с недрами Юпитера, и они несут совершенно иную физику, отличающуюся от процессов в глубинах самой большой планеты Солнечной системы. С другой стороны, то, что наблюдается в атмосфере газового мира, может быть следствием выделения энергии глубинными конвективными потоками. Сложные компьютерные модели вполне успешно оправдывают оба предположения, и основной целью миссии NASA «Juno» является указать на верное из них.
Учитывая то, что в Млечном Пути открыто множество подобных Юпитеру миров, понимание его структуры имеет далеко идущие последствия в раскрытии загадок этого класса астрофизических объектов.
Одно из исследований предполагает, что ветры Юпитера могут влиять на его гравитационное поле, при условии, что они простираются на относительно большую глубину – не менее 3000 километров ниже облаков гиганта. Это означает, что полосы Юпитера – это не просто поверхностное явление: ими движут процессы, происходящие в недрах планеты и ослабевающие по мере их приближения к поверхности. Кроме этого, под облачными массами находится «ядро», которое ведет себя как твердое тело, несмотря на жидкое состояние.
Полученные результаты могут быть применены к внутренней динамике Сатурна, что может иметь большое значение для укрепления нашего понимания загадочного класса планет – газовых гигантов". (7 марта 2018 года, 19:00). http://in-space.ru/nablyudeniya-juno-pokazali-chto-yadro-yupitera-sostoit-iz-smesi-vodoroda-i-geliya/
Заглянуть вглубь Юпитера (Видео)
Удалить"Станция "Юнона" передала на Землю новые данные о Юпитере, которые помогли ученым "заглянуть" внутрь планеты и понять, что она является гораздо более сложной, чем считалось ранее.
В частности, было установлено, что "корни" ураганов, которые располагаются на полюсах Юпитера, уходят на три тысячи километров ниже вершины вихрей. На атмосферу планеты приходится примерно 1% ее массы. Для сравнения, атмосфера Земли занимает меньше миллионной части массы планеты.
Кроме того, исследователи установили, что внутренние слои Юпитера остаются в жидком состоянии, но вращаются синхронно, как если бы были твердыми, определяя движение слоев атмосферы.
"Юнона" была запущена 5 августа 2011 года с мыса Канаверал, Флорида (США), она является частью программы New Frontiers . До "Юноны" на орбите Юпитера работал зонд Galileo, но "Юнона" первой в истории будет совершать облет планеты через ее полюса". (12 марта 2018, 02:10). http://mysteries.pw/news/zagljanut_vglub_jupitera_video/2018-03-12-52
Видео: "NASA's Juno Spacecraft Reveals the Depth of Jupiter's Colored Bands".
"For hundreds of years, this gaseous giant planet appeared shrouded in colorful bands of clouds extending from dusk to dawn, referred to as zones and belts. Story: "NASA Juno Findings - Jupiter’s Jet-Streams Are Unearthly". (March 7, 2018). https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-juno-findings-jupiter-s-jet-streams-are-unearthly
The bands were thought to be an expression of Jovian weather, related to winds blowing eastward and westward at different speeds.
This animation illustrates a recent discovery by Juno that demonstrates these east-west flows, also known as jet-streams penetrate deep into the planet's atmosphere, to a depth of about 1,900 miles (3,000 kilometers). Due to Jupiter's rapid rotation (Jupiter's day is about 10 hours), these flows extend into the interior parallel to Jupiter's axis of rotation, in the form of nested cylinders. Below this layer the flows decay, possibly slowed by Jupiter's strong magnetic field.
The depth of these flows surprised scientists who estimate the total mass involved in these jet streams to be about 1% of Jupiter's mass (Jupiter's mass is over 300 times that of Earth). This discovery was revealed by the unprecedented accuracy of Juno's measurements of the gravity field.
Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI". (Опубликовано: 7 мар. 2018). https://www.youtube.com/watch?v=hF0UjhPSS3A
Что скрывается в облачных недрах самой большой планеты Солнечной системы
Удалить"...Наиболее эффектные картины тайфунов в инфракрасном диапазоне получились у полюса Юпитера. Один центральный полярный тайфун планеты окружен восемью другими стабильными тайфунами, причем они плохо заметны при взгляде “невооруженным глазом”, и находятся на глубине...
Принес Юпитер сюрпризы и у более изученного экватора. Оказалось, что светлая экваториальная полоса — это поток аммиака, который поднимается из более глубокого слоя.
Ранее считалось, что верхняя атмосфера планеты-гиганта на глубину до 100 км однородна, теперь же ясно, что это не так.
Происхождение коричневых и оранжевых оттенков в атмосфере пока неизвестно, по одной из гипотез — это углеводороды, которые меняют свой цвет под воздействием солнечного ультрафиолета. Другое возможное соединение — гидросульфид аммония, желтоватая соль на основе азота, серы и водорода. Белые облака — это кристаллы аммиака. Скорость движения встречных потоков ветра достигает 360 км/ч.
Знаменитое Красное пятно Юпитера — это большой тайфун, который возникает на стыке встречных атмосферных потоков в южном полушарии. Тайфун поднимается на восемь километров выше окружающих облаков, и уходит в недра планеты.
Красное пятно имеет около 16 тыс км в поперечнике, т.е. больше диаметра Земли, оно наблюдается почти 200 лет, и за это время сократило свои размеры вдвое, постепенно уменьшаясь и сегодня.
По краю Красного пятна дуют ветры на скоростях до 430 км/ч, но внутри движение медленнее. Причины возникновения и длительной стабильности Большого красного пятна Юпитера не известны, возможно это как-то связано с неоднородностью магнитного поля планеты.
Магнитное поле Юпитера сложнее в северном полушарии планеты, где между экватором и полюсом наблюдается обширная область высокой напряженности магнитного поля, которая падает к северному полюсу. Южнее экватора магнитное поле также имеет неоднородности, в том числе в районе Красного пятна. Как считается, магнитное поле возникает от токов протекающих во внешнем ядре Юпитера, состоящего из жидкого “металлического” водорода, который формируется в условиях высокого давления на глубине ниже 15 тыс км.
Магнитное поле планеты-гиганта, взаимодействуя с солнечным ветром, а также плазмой и заряженными частицами, которые выбрасываются с естественных спутников, формирует мощные радиационные пояса...
Электроны и тяжелые заряженные частицы: протоны, ионы различных газов, обладающие высокой энергией и скоростью вращаются вокруг планеты-гиганта на расстояниях до 1 млн км.
Оказалось и на близком расстоянии от планеты в плоскости экватора имеется радиационный пояс наполненный ионами водорода, кислорода и серы, которые движутся на скоростях близких к скорости света. Ближе к полюсам ожидалась встреча с элементами радиационного пояса наполненного легкими и быстрыми электронами. Но и там "Juno" зарегистрировала наличие тяжелых заряженных частиц, которые создают большой шум в приборах.
Хотя Юпитер — газовый гигант и не имеет твердой поверхности, но он далеко не весь наполнен облачными тайфунами. Так называемый “погодный слой” Юпитера, который демонстрирует эффекты атмосферной динамики, простирается вглубь примерно на 3 тыс км.
Дальше высокое давление и температура превращает основной компонент атмосферы планеты-гиганта — водород — в электропроводящую жидкость. Благодаря электропроводности жидкий “океан” Юпитера попадает в зависимость от мощного магнитного поля планеты, и ветер “погодного слоя” уже не властен над ним. Глубже 3 тыс км планета ведет себя как твердое тело, что установлено при помощи анализа гравитационного поля. ("A suppression of differential rotation in Jupiter’s deep interior". Published: 07 March 2018). https://www.nature.com/articles/nature25775
Предполагается, что у Сатурна облачный “погодный слой” должен быть еще толще, а у коричневых карликов, которые тоже родственны Юпитеру — наоборот тоньше..." (20 июня 2018, 18:33). https://www.ridus.ru/news/278025
Астрономы открыли загадочные вспышки на южном полюсе Юпитера
Удалить"Ученые впервые зафиксировали рождение загадочных вспышек рентгена на южном полюсе Юпитера, чьим рождением управляют пока неизвестные процессы в магнитосфере планеты-гиганта, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
"Мы не думали, что "горячие точки" будут вспыхивать на полюсах Юпитера независимо друг от друга, так как мы предполагали, что их рождением управляют какие-то общие процессы в магнитном поле планеты. Только более долгие наблюдения и данные с Juno помогут нам понять, что именно порождает эти рентгеновские полярные сияния", — заявил Уильям Данн (William Dunn) из университетского колледжа Лондона (Великобритания).
Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра, испускаемые Солнцем, сталкиваются с магнитным полем планет и начинают двигаться вдоль силовых линий. В районе магнитных полюсов частицы попадают в атмосферу и заставляют ее светиться, что и называют полярным сиянием. Полярное сияние Юпитера, как показали наблюдения последних лет, не связано с солнечным ветром, и над раскрытием их загадки ученые гадают уже долгое время.
Данн и его коллеги год назад предположили, наблюдая за Юпитером при помощи телескопа "Чандра", что рентгеновские полярные сияния могут возникать в результате столкновения корональных выбросов Солнца и магнитного "щита" планеты и выделения огромного количества энергии в ходе подобных "космических ДТП". Свои выводы они планировали проверить, используя европейский орбитальный телескоп XMM Newton.
В ходе этих наблюдений команда Данна совершила неожиданное открытие, которое заставило их сомневаться в своих первоначальных выводах и сделало рентгеновские полярные сияния Юпитера еще более загадочными, чем они были до наблюдений на "Чандре".
Дело в том, что Данну и его коллегам удалось найти следы рентгеновских полярных сияний на южном полюсе планеты-гиганта, где раньше ученые никогда не видели подобных вспышек и считали, что они не должны там происходить.
Когда ученые детально изучили их свойства, они обнаружили, что эти всплески рентгеновского излучения рождались совсем не в то время, когда их аналоги появлялись на северном полюсе, и обладали совершенно другой яркостью и прочими физическими характеристиками.
Подобное поведение "южных" вспышек полностью не соответствовало прошлогодней теории Данна, постулировавшей, что они должны порождаться одними и теми же процессами и происходить одновременно.
Пока не понятно, что именно порождает эти различия и как возникают вспышки рентгена на южном полюсе Юпитера, однако ученые надеются, что все эти загадки сможет раскрыть зонд Juno, периодически сближающийся с планетой и пролетающей над ее полюсами. На борту Juno, к сожалению, нет рентгеновских датчиков, однако его остальные приборы могут наблюдать за изменениями в свойствах магнитного поля планеты и движением ионов в ее атмосфере.
Эти наблюдения, как надеется Данн, помогут нам понять, что именно заставляет ионы серы и кислорода, порождающие полярные сияния, двигаться в сторону полюсов Юпитера и попадать туда не одновременно, а в разные периоды времени.
Подобные сдвиги, по текущим предположениям ученых, могут вызывать как особенности в структуре межпланетного магнитного поля, мешающие движению частиц в одном из направлений, так и особые зоны нестабильности, возникающие из-за разных скоростей движения плазмы солнечных выбросов и верхних слоев атмосферы Юпитера.
Дальнейшие наблюдения за вспышками, надеется ученый, помогут нам понять, какой из этих вариантов ближе к истине и приблизиться к разгадке тайны рождения рентгеновских вспышек на Юпитере и других планетах-гигантах..." (30.10.2017, 19:00). https://ria.ru/science/20171030/1507844942.html
Источник:
"The independent pulsations of Jupiter’s northern and southern X-ray auroras". (30 October 2017). https://www.nature.com/articles/s41550-017-0262-6
https://artefact-2007.blogspot.com/2015/11/blog-post_18.html?showComment=1510320328834#c2726297439084439310
У магнитного поля Юпитера не нашлось Северного полюса
Удалить"...Зонд "Juno" позволил провести измерения интенсивности магнитосферы Юпитера на разных глубинах и построить ее трехмерную «карту». Эта работа, отчет о которой ученые опубликовали в журнале Nature, указала на новую странность магнитного поля гигантской планеты: его Северный и Южный полюса совершенно не похожи друг на друга...
Космический аппарат Juno измерил магнитосферу газового гиганта у поверхности атмосферы и на трех уровнях глубины и обнаружил, что на юге планеты находится один вполне обыкновенный магнитный полюс, однако структура полей Северного полушария оказывается намного сложнее. Их силовые линии образуют выраженное пятно в районе экватора (по аналогии со знаменитым Большим Красным пятном Юпитера ученые назвали его Большим Синим пятном — Great Blue Spot), устремляющееся к Северному полюсу.." (6 сентября 2018). https://naked-science.ru/article/sci/u-magnitnogo-polya-yupitera-ne-nashlos
«Юнона» нарисовала трехмерную карту магнитного поля Юпитера. Оно оказалось скособоченным
"Данные зонда «Юнона» помогли ученым составить трехмерную карту магнитного поля Юпитера, и оно оказалось совсем не похоже на земное: например, дипольная часть магнитного поля присутствовала только в южном полушарии газового гиганта. Исследование об этом опубликовано в журнале Nature...
Кимберли Мур (Kimberly Moore) из Гарварда и ее коллеги использовали данные магнетометра «Юноны», собранные за восемь оборотов аппарата вокруг Юпитера, и составили модель магнитного поля планеты, самого сильного среди планет в Солнечной системе, на разных глубинах — от поверхности (за которую принят один радиус Юпитера) до вероятной границы слоя перехода водорода в металлическое состояние (0,85 радиуса).
«Мы выяснили, что магнитное поле Юпитера отличается от всех известных нам магнитных полей планет. На Юпитере большая часть магнитного потока покидает область динамо узкой полосой в северном полушарии и частично возвращается в изолированную область у экватора (эту область авторы статьи называют Большим синим пятном — N+1). В остальной части планеты поле значительно слабее», — говорится в статье.
Кроме того, они выяснили, что в южном полушарии планеты магнитное поле дипольное, а в северном полушарии сосредоточена его недипольная часть. Это сильно отличает Юпитер от Земли, где недипольная часть поля равномерно распределена между двумя полушариями.
По мнению авторов, причина этого в том, что динамо Юпитера работает не в одном однородном слое, как земное динамо, а в нескольких слоях с разными свойстами. Недавние наблюдения «Юноны» показывают, что у газового гиганта может быть частично или полностью растворенное в водороде ядро из породы и льда, доходящее до половины радиуса планеты. В нем может быть два слоя — верхний, состоящий в основном из чистого водорода, и нижний — полный растворенных пород и льда. Они могут быть неустойчивы, особенно верхний слой, учитывая что «Юнона» фиксировала глубинные тепловые потоки.
Наличие выраженных слоев в металлическом водороде может объяснить необычное магнитное поле планеты — для того, чтобы получить больше информации, потребуется больше пролетов «Юноны»...
В комментарии к статье, опубликованном журналом, Крис Джонс (Chris Jones) из университета Лидса пишет, что данные и предположения о структуре магнитного поля Юпитера, предложенные авторами статьи, можно будет проверить на соответствие результатам моделей динамо планеты. «Исследования внутреннего устройства планет-гигантов ждут интересные времена, по мере того как разработчики моделей „переваривают“ информацию от „Юноны“ и лучше понимают, как устроен Юпитер», — пишет Джонс..." (5 сентября 2018, 20:14). https://nplus1.ru/news/2018/09/05/jupiter-like-no-other
Источник:
"A complex dynamo inferred from the hemispheric dichotomy of Jupiter’s magnetic field". (Published: 05 September 2018). https://www.nature.com/articles/s41586-018-0468-5
https://artefact-2007.blogspot.com/2015/11/blog-post_18.html?showComment=1536231534320#c5898254184449844645
"Сумеречные" наблюдения выявили гигантскую бурю на Нептуне
ОтветитьУдалить"Живописные рассветы и закаты представляют собой великолепное зрелище для обычных людей, однако для астрономов сумерки и рассветные часы – это напрасная потеря времени для наблюдений. Астрономы предпочитают темное ночное небо.
Однако Нед Молтер (Ned Molter), магистрант Калифорнийского университета в Беркли, США, думает по-другому. Он смог показать в новом исследовании, что наблюдения некоторых ярких объектов в сумеречные часы могут дать чрезвычайно ценную информацию. Нед открыл новую структуру в атмосфере Нептуна: бурю размером с Землю.
«Наблюдать настолько яркую бурю на настолько низких широтах – это просто удивительно, - сказал Молтер, который заметил эту бурю близ экватора Нептуна во время пробных наблюдений по программе «сумеречных» наблюдений при помощи обсерватории им. Кека, расположенной на вершине Мауна-Кеа, Гавайи. – Обычно эта зона является относительно спокойной, и мы наблюдаем яркие облака лишь в полосах средних широт, поэтому видеть такое гигантское облако, расположенное прямо у экватора – это очень необычно».
Эта гигантская атмосферная структура протянулась на 9000 километров в длину (1/3 радиуса Нептуна) и охватывает примерно по 30 градусов как по широте, так и по долготе. Эта структура становилась заметно ярче в период с 26 июня по 2 июля, согласно наблюдениям Молтера.
Составлено по материалам, предоставленным Калифорнийским университетом в Беркли". (04 августа 2017, 09:14:35). http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=10106
"Hubble" показал новое темное пятно на Нептуне
Удалить"Новые изображения, полученные 16 мая 2016 года космическим телескопом «Hubble», подтверждают существование темного вихря в атмосфере Нептуна. Хотя схожие особенности были замечены космическим аппаратом «Voyager 2» во время пролета газового гиганта в 1989 году и телескопом «Hubble» в 1994 году, этот вихрь является первым наблюдаемым на Нептуне в 21-м веке.
Темные вихри Нептуна представляют собой область высокого давления, и, как правило, сопровождаются «облаками компаньонами», которые теперь также можно рассмотреть на новых снимках далекой планеты. Яркие облака образуются, когда поток окружающего «воздуха» поднимается вверх над темным вихрем и под действием низких температур кристаллизуется в метановый лед.
Начиная с июля 2015 года, яркие облака на Нептуне были замечены несколькими наблюдателями, от астрономов любителей до обсерватории «Keck» на Гавайях. Ученые подозревают, что они могут быть яркими компаньонами невидимого темного вихря. Эти пятна, как правило, различимы только в синих длинах волн, и только «Hubble» имеет достаточно высокое разрешение, чтобы зафиксировать их на планете.
Бури на Нептуне показывают удивительное разнообразие формы и размера на протяжении многих лет, блуждая по планете, ускоряясь и замедляясь. Кроме того, они приходят и уходят в гораздо более короткие временные рамки по сравнению с подобными на Юпитере, которые развиваются десятилетиями". (23 июня 2016 года, 20:05). http://in-space.ru/hubble-potdverdil-nalichie-temnogo-vihrya-v-atmosfere-neptuna/