Ученые объяснили красный цвет великого пятна Юпитера
Великое красное пятно на Юпитере приобрело свой характерный и необычный свет благодаря тому, что бомбардирующие его поверхность космические лучи разлагают молекулы соединений аммиака и сероводорода и заставляют их «осколки» поглощать лучи всех тонов, кроме красного.
Гигантское пятно на поверхности Юпитера, чей диаметр превышает размеры Земли, окрашено в красный цвет из-за непрерывной «бомбардировки» космическими лучами и вырабатываемых ими соединениями серы, говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus.
Большое красное пятно, как считается, впервые обнаружил итальянский астроном Джованни Кассини: его изображение нашли в рисунках ученого от 1665 года. Как выяснили ученые позднее, оно представляет собой мощнейший ураган-антициклон, чьи ветра движутся с невероятно высокой скоростью — около 430 километров в час.
Самые яркие области Большого красного пятна, размер которого равен примерно трем диаметрам Земли, а средняя температура — 160 градусам Цельсия ниже нуля, соответствуют относительно теплому ядру урагана, которое окружают более холодные внешние вихри. Изучение тайн этого района станет одной из главных задач зонда Juno, который прибудет к Юпитеру в середине лета этого года.
Марк Леффлер (Mark Loeffler) из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда в Гринбелте (США) и его коллеги выяснили, почему это пятно окрашено в красный, а не бежевый или светло-кремовый цвет, как все остальные внешние оболочки Юпитера, изучая спектральные свойства различных веществ, которые могут встречаться в атмосфере планеты-гиганта.
Проблема, как объясняют авторы статьи, заключается в том, что ни один из известных нам химических компонентов пятна – аммиак, вода и сульфидгидрид аммония (соединение сероводорода и NH4) – не способны светиться или быть окрашенными в красный цвет ни при каких обстоятельствах. Это заставляло ученых десятки лет искать механизмы, которые бы объясняли текущую окраску пятна.
Как выяснили Леффлер и его коллеги, «виновником» окраски Великого пятна в красный цвет были не вещества в атмосфере Юпитера, а космические лучи. По словам физиков, заряженные протоны и другие частицы, разогнанные до сверхвысоких скоростей, должны периодически проникать в верхние слои атмосферы над пятном и взаимодействовать там с различными молекулами, заставляя их распадаться и менять структуру.
Эксперименты, проведенные авторами статьи в лаборатории, показывают, что взаимодействие космических лучей и молекул сульфидгидрида аммония, бесцветного вещества в газообразном и твердом виде, приводит к формированию множества соединений серы. В частности, появляются различные ионы, которые окрашивают частички льда из NH4SH в зеленый и другие темные цвета, взаимодействие которых с «нормальной» окраской Юпитера и дает красный цвет пятна.
Подтверждением этого, по словам Леффлера, является то, что полученный его группой спектр сульфидгидрида аммония очень хорошо укладывается в те данные, которые выдают спектрометры «Хаббла» при наблюдениях за пятном. С другой стороны, различия между спектром NH4SH и данными телескопа говорят о том, что в окраске пятна могут быть замешаны и другие вещества, которые еще только предстоит открыть, как при помощи Juno, так при помощи наземных наблюдений.