Калифорнийский университет, исследователи Беркли измерили радио-выбросы атмосферы Юпитера в группах длины волны, где облака прозрачны. Наблюдатели смогли видеть настолько же глубоко как 100 километров на 60 миль ниже вершин облака, в основном неизведанный регион, где облака формируются.Тепловая радио-эмиссия планеты частично поглощена газом аммиака. На основе объема поглощения исследователи могли определить, сколько аммиака присутствует и в какой глубина.
Изучая эти области атмосферы планеты, астрономы надеются изучить, как глобальное обращение и формирование облака стимулирует сильный внутренний источник тепла Юпитера. Эти исследования также прольют свет на подобные процессы, происходящие на других гигантских планетах в нашей солнечной системе и на недавно обнаруженных гигантских экзопланетах вокруг отдаленных звезд.«Мы в сущности создали трехмерную картину газа аммиака в атмосфере Юпитера, которая показывает восходящие и нисходящие движения в бурной атмосфере», сказал основной автор Imke de Pater, преподаватель УКА Беркли астрономии.Карта имеет поразительное сходство с видимо-легкими изображениями, взятыми астрономами-любителями и Космическим телескопом Хабблa, сказала она.
Радио-карта показывает богатые аммиаком газы, повышающиеся в и формирующие верхние слои облака: облако гидросульфида аммония при температуре около 200 Келвина (минус 100 градусов по Фаренгейту) и облако льда аммиака приблизительно в 160 воздухе холода Келвина (минус 170 градусов по Фаренгейту). 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.Карта также показывает, что горячие точки – так называемый, потому что они кажутся яркими в радио и тепловых инфракрасных изображениях – являются бедными регионами аммиака, которые окружают 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 астроном исследования УКА Беркли Майкл Вонг.У заключительных карт есть лучшее пространственное разрешение, когда-либо достигнутое в радио-карте: 1 300 километров.«Мы теперь видим высокие уровни аммиака как обнаруженные Галилео из-за 100 километров глубиной, где давление – приблизительно восемь раз атмосферное давление Земли, полностью до уровней уплотнения облака», сказал де Пате.
Де Пате, Вонг и их colleaugues сообщат об их результатах и высоко подробных картах в выпуске 3 июня 2016 журнала Science.Прелюдия к прибытию Юноны
О наблюдениях сообщают всего за один месяц до прибытия 4 июля 2016 в Юпитер космического корабля Юноны НАСА, который планирует, частично, измерить количество воды в глубокой атмосфере, где Очень Большой массив искал аммиак.«Карты как наши могут помочь поместить свои данные в большую картину того, что происходит в атмосфере Юпитера», сказал де Пате, отметив, что ее команда будет наблюдать Юпитер с VLA в то же время, что и микроволновые инструменты Юноны исследуют для воды.
Ключ к новым наблюдениям был модернизацией VLA, который улучшил чувствительность фактором 10, сказал Брайан Батлер, соавтор и астроном штата в Национальной Радио-Обсерватории Астрономии в Сокорро, Нью-Мексико, который управляет VLA. «Эти карты Юпитера действительно показывают силу модернизаций VLA».Команда наблюдала по всему частотному диапазону между 4 и 18 гигагерцами (1.7-7-сантиметровая длина волны), который позволил им тщательно смоделировать атмосферу, сказал Дэвид Дебоэр, астроном исследования с Радио-Лабораторией Астрономии УКА Беркли.«Мы теперь видим микроструктуру в группе на 12 – 18 гигагерцев, во многом как мы видим в видимом, особенно около Большого Красного Пятна, где мы видим много небольших вьющихся особенностей», сказал Вонг. «Те прослеживают действительно сложное резко поднимание и downwelling движения там».
Наблюдения также решают озадачивающее несоответствие между концентрацией аммиака, обнаруженной исследованием Галилео, когда это погрузилось через атмосферу в 1995 – 4.5 раза изобилие, наблюдаемое на солнце – и измерения VLA до 2004, который показал намного меньше газа аммиака, чем измеренный исследованием.«Вращение Юпитера один раз в 10 часов обычно пятнает радио-карты, потому что эти карты занимают много часов, чтобы наблюдать», сказал соавтор Роберт Со Мельбурнского университета в Австралии. «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».Это исследование было поддержано Планетарной Астрономией и премиями Программы исследований Внешних планет от Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
NRAO – средство Национального научного фонда, управляемое в соответствии с соглашением о сотрудничестве Associated Universities, Inc.