Ученые, использующие янский Карла Г., Very Large Array (VLA) в Национальной Радио-Обсерватории Астрономии создал подробные радио-карты атмосферы Юпитера, показав, что у особенностей, замеченных в видимом свете в поверхностях облака газового гиганта, есть десятки эффектов миль вниз.Радио-изображение (вершина), сделанная с VLA и оптическим изображением (основание), сделанное с Космическим телескопом Хабблa НАСА/ЕКА, Большого Красного Пятна Юпитера.
Радио-изображение показывает сложные upwellings и downwellings газа аммиака 18-56 миль на 30-90 км ниже видимых облаков. Кредит изображения: Imke de Pater и др. / NRAO / AUI / NSF / НАСА / ЕКА.
“Этот регион был ранее неизведан”, сказали профессор Эмк де Пате из Калифорнийского университета, Беркли, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Science сегодня.Предыдущие радио-исследования Юпитера были ограничены анализом его свойств в определенных широтах, но новые наблюдения открывают широко распространенный, полный вид деятельности ниже облаков.Чтобы приобрести подробные данные, профессор де Пате и коллеги использовали недавно модернизированный радио-телескоп VLA, обнаруживая ряд радиочастот от атмосферы гигантской планеты.
“Эти наблюдения дают нам важную новую информацию о температурах, давлениях и движениях газа на этих уровнях атмосферы”, сказал профессор де Пате.Чтобы сделать чувствительные радио-изображения, телескопы мультиантенны, такие как VLA должны собрать радиоволны, испускаемые объектом для существенного количества времени. Однако Юпитер сменяет друг друга так быстро, что обычное радио-изображение намазали бы всего через несколько минут.
Чтобы преодолеть это препятствие, команда использовала в своих интересах добавленную чувствительность VLA, затем развивала инновационный метод сжатия данных, чтобы ‘не намазать’ данные со многих часов наблюдения.“Вращение Юпитера один раз в десять часов обычно пятнает радио-карты, потому что эти карты занимают много часов, чтобы наблюдать. Но мы развивали технику, чтобы предотвратить это и тем самым постараться не путать вместе резко поднимание и downwelling потоки аммиака, которые привели к более ранней недооценке”, объяснил соавтор доктор Роберт Со из Мельбурнского университета.Результаты показали уровень детали, которая обеспечила новое понимание структуры и динамики атмосферы Юпитера.
“Мы смогли сделать карты Юпитера, как замечено в различных радио-длинах волны, затем сравнить их с видимо-легкими изображениями, сделанными в почти те же самые времена”, сказал соавтор доктор Брайан Батлер Национальной Радио-Обсерватории Астрономии.“Мы создали 3D картину газа аммиака в атмосфере Юпитера, которая показывает восходящие и нисходящие движения в бурной атмосфере.
Карты имеют поразительное сходство с видимо-легкими изображениями, взятыми астрономами-любителями и Хабблом”, добавил профессор де Пате.Карты VLA показывают богатые аммиаком газы, повышающиеся в и формирующие верхние слои облака: облако гидросульфида аммония при температуре рядом минус 100 градусов по Фаренгейту (минус 73 градуса Цельсия) и облако льда аммиака в приблизительно минус 172 степени воздух холода Фаренгейта (минус 113 градусов Цельсия). Эти облака легко замечены по Земле оптическими телескопами.
С другой стороны радио-карты показывают бедный аммиаком воздух, погружающийся в планету, подобную тому, как сухой воздух спускается с выше слоев облака на Земле.Карты также показывают, что горячие точки (они кажутся яркими в радио, и тепловые инфракрасные изображения) бедные регионы аммиака, которые окружают гигантскую планету как пояс просто к северу от экватора.Между этими горячими точками богатые аммиаком upwellings, которые приносят аммиак от глубже в планете.
“С радио мы можем всмотреться в облака и видеть, что те горячие точки чередованы с перьями аммиака, повышающегося с глубоко в планете, проследив вертикальные волнистости экваториальной системы волны”, сказал соавтор доктор Майкл Вонг, из Калифорнийского университета, Беркли.“Мы теперь видим высокие уровни аммиака как обнаруженные Галилео из-за 60 миль (100 км) глубиной, где давление — приблизительно восемь раз атмосферное давление Земли, полностью до уровней уплотнения облака”, добавил профессор де Пате.
Результаты проливают новый свет на атмосферы гигантских газообразных планет и обеспечат важный контекст для космического корабля Юноны НАСА, который, как намечают, прибудет в Юпитер в июле 2016.