Юпитер краснеет пятнами

Атмосфера Юпитера – одна из самых неспокойных систем в окрестностях нашей планеты. Здесь и множество облачных слоёв, уходящих на неведомую глубину, и огромная скорость ветра, и струйные течения, каждое из которых полностью опоясывает планету, и закручивающиеся в разные стороны вихри – равно циклоны и антициклоны, самым ярким примером которых является Большое красное пятно (БКП), расположенное в 20 градусах к югу от экватора.

Этот грандиозный антициклон, размерами вдвое больше Земли, наблюдается уже несколько веков. Первые упоминания, которые можно интерпретировать как описание БКП, относятся к середине XVII века и принадлежат Джованни Доменико Кассини, а с конца века XVIII его поведению ведётся тщательный учёт. Скорее всего, пятну даже больше, чем три с половиной века, и хотя Галилею и первым приверженцам использования телескопов не удалось разглядеть на поверхности планеты никакого пятна, их приборы могли быть слишком слабыми, а пятно – недостаточно сильно выделяться на поверхности планеты.

О природе Большого красного пятна астрономы спорили до конца 1970-х годов, пока космический аппарат Voyager 1 не передал на Землю первые подробные изображения необычного образования, полученные вблизи. Эти данные подтвердили гипотезу о том, что БКП – это огромный долгоживущий шторм в атмосфере планеты. К чести астрономов, надо отметить, что эта гипотеза являлась основной, а представления об огромном острове замёрзших газов и уж тем более «цветении» гигантской колонии необычных микроскопических существ – скорее маргинальными.

Наблюдения с борта многочисленных космических аппаратов, оказывавшихся с тех пор вблизи Юпитера, а с начала 1990-х годов – и Космического телескопа имени Хаббла, показали, что циклоны и антициклоны на Юпитере – образования широко распространённые. Вихри часто прячутся между атмосферными поясами, вращающимися с разной скоростью. Иногда эти образования даже окрашены в лёгкие оттенки жёлтого и розового цветов – как, например, малые «красные» пятна, время от времени появляющиеся и исчезающие в умеренных широтах северного полушария Юпитера.

Но ни один из них не посягал на кирпичный цвет большого красного гиганта. Подобно пурпурным одеждам, носить которые в древней Финикии не имел права никто, кроме царя, ни один из штормов на Юпитере не окрашивался в красный цвет Большого красного пятна. Кстати, насыщенность его цвета также менялась со временем; последние два десятилетия она была относительно скромной, и лишь в последние годы краски стали становиться ярче.

Ситуация изменилась в 2005 году – ураган с техническим обозначением BA, расположенный недалеко от БКП, неожиданно и довольно быстро сменил цвет на красный.

Собственно, сама история Младшего началась в самом конце XX века, когда на протяжении всего двух лет в единое целое слились три белых пятна, образовав крупнейшее вихревое образование в атмосфере Юпитера – разумеется, за исключением БКП. В едином образовании ветры усилились, а в середине 2005 года цвет пятна стал едва заметно желтеть. Однако к концу года пятно уже было заметно красного оттенка, и в феврале профессиональные астрономы более или менее официально согласились с мнением любителей – которые, собственно, и заметили изменения. С тех пор пятно обычно называют Малым красным пятном или просто Красным–младшим.

Поскольку новообразование расположено чуть южнее старожила, а атмосфера Юпитера вращается дифференциально – экваториальные зоны обгоняют полярные, время от времени, примерно каждые два года большое пятно должно догонять малое, что и случалось в 2002 и 2004 годах. В 2006 году астрономы даже ждали какой-нибудь захватывающей развязки, вроде слияния двух вихрей: большое пятно должно было особенно близко подойти к малому, уже покрасневшему. Однако ничего особенного не случилось – два вихря прошли рядом, но будто бы не заметили друг друга. Следующее подобное событие должно произойти всего через месяц – в конце июня.

Теперь красных пятен стало ещё на единицу больше.

Последние снимки Юпитера, сделанные Космическим телескопом имени Хаббла 9 и 10 мая и последовавшие на день позже наблюдения с помощью Очень большого телескопа (VLT) Европейскою южной обсерватории в Чили, показывают, что ещё один вихрь, расположенный неподалёку от первых двух (левее и чуть выше Красного-младшего), также окрасился в красный цвет.

Собственного имени это красное пятно пока не заслужило, однако, несмотря на небольшие размеры, оно резко выделяется на фотографиях своим ярко-красным цветом, соперничая по этому показателю даже с БКП, насыщенность цвета которого последнее время лишь увеличивается.

Что даёт пятнам необычный цвет, и почему в атмосфере Юпитера последнее время происходят такие резкие изменения, пока не ясно, хотя недостатка в предположениях нет. Некоторые учёные полагают, что достаточно сильные шторма – а нет сомнений, что БКП – самый сильный шторм на Юпитере – способны поднимать в высокие слои атмосферы молекулы газа, которые под действием яркого солнечного излучения обретают красный цвет; указывают, в частности, на соединения фосфора и серы. Возможно, запасы этого загадочного вещества распределены в недрах Юпитера неоднородно, поэтому в красный цвет окрашиваются лишь БКП и его соседи; кроме того, не исключено, что и само это вещество каким-то образом провоцирует образование вихрей, как тёплая вода провоцирует образование ураганов на Земле.

В пользу гипотезы о причастности ветров к покраснению говорит и то обстоятельство, что скорость ветров в Красном-младшем в последние годы действительно в несколько раз выросла по сравнению с теми значениями, что она имела в каждом из трёх пятен, что слились воедино. Как показали наблюдения с борта космического аппарата New Horizons, сейчас скорости здесь достигают 170+/-20 м/c (свыше 600 км/ч), что вдвое больше скорости в центрах самых разрушительных земных ураганов. Учёные из США, Франции, Британии и Чили, опубликовавшие соответствующую работу в последнем номере Astronomical Journal, отмечают, что эта скорость как раз соответствует максимальным скоростям в Большом красном пятне, что может свидетельствовать о схожих механизмах окрашивания.

То, что на цвет может влиять солнечный свет – или какой-то иной внешний фактор, от которого внутренние слои атмосферы изолированы, – также косвенно подтверждается. Как показывают наблюдения чилийского Очень большого телескопа (VLT) в инфракрасном диапазоне, которые прошли 11 мая с использованием адаптивной оптики, все три красных пятна поднимаются над основным облачным слоем значительно выше, чем остальные образования, включая другие антициклоны.

Так или иначе, в августе надо ждать больших новостей с Юпитера.

В конце лета новое красное пятно должно догнать Большое красное, и расположены они так близко, что просто пройти друг мимо друга у них вряд ли получится.

Как полагает один из членов команды, обнаружившей новое образование, Майкл Вон из Университета Калифорнии в Беркли, всё закончится либо поглощением маленького пятна большим, либо тем, что БКП отклонит траекторию движения маленького пятна, раздвинув облачный покров Юпитера.

Тогда, возможно, станет ясно, и что стоит за последними бурными событиями в атмосфере планеты-гиганта, облачная структура которой становится всё более турбулентной. По мнению Филипа Маркуса из того же Беркли, всё происходящее подтверждает гипотезу о глобальном изменении климата Юпитера, высказанную ещё в 2004 году. Маркус уверен, что климат разных областей планеты меняется от холодного к тёплому, и происходит это на масштабах десятков и сотен лет.

Хотя на Юпитере практически нет смены времён года – ось планеты практически перпендикулярна плоскости орбиты, естественная циркуляция газа от слоя к слою и от пояса к поясу в настоящее время снижает температуру вблизи южного полюса Юпитера, унося тепло к экватору. Колебания температуры могут составить до 10 градусов по шкале Цельсия, а это значение, помноженное на теплоёмкость облаков и общую массу атмосферы планеты-гиганта, – гораздо больше, чем энергия всех климатических процессов, проистекающих над поверхностью Земли.