Неравномерное распределение воды в средних широтах Юпитера
Исследователи Калифорнийского технологического института разработали новую модель гидрологического цикла на Юпитере, моделирующую процесс конденсации водяного пара в облака и его выпадения в виде дождя в завихренной, турбулентной атмосфере гигантской планеты. Исследование показывает, что вода на Юпитере распределена неравномерно, что даёт таким миссиям, как орбитальный аппарат НАСА "Юнона", важные ориентиры для поиска воды на планете. Исследование описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Рис. Моментальный снимок массовой доли водяного пара при давлении 7 бар (A), потенциальной завихренности при давлении 7 бар (B), виртуальной потенциальной температуры при давлении 7 бар (C), массовой доли водяного пара при давлении 9,5 бар (D), потенциальной завихренности при давлении 9,5 бар (E) и виртуальной потенциальной температуры при давлении 9,5 бар (F) на 4180-й день моделирования. Источник: Труды Национальной академии наук (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419087122
Завихренный вид Юпитера обусловлен динамикой его атмосферы, которая, несмотря на впечатляющий визуальный эффект, затрудняет определение содержания химических веществ, таких как вода и металлы. Миссия "Галилео" впервые обнаружила воду на Юпитере вблизи экватора в 1990-х годах, но оставалось неясным, равномерно ли она распределена по планете-гиганту.
Новая модель учитывает быстрое вращение Юпитера: один полный оборот (сутки) занимает всего около 10 земных часов. Это быстрое вращение приводит к появлению турбулентных видимых полос в атмосфере Юпитера. Новая модель предполагает, что эта турбулентность в субтропиках и средних широтах приводит к появлению дождей, которые затягивают воду глубже под облачный слой, делая нижние слои атмосферы планеты более влажными на десятки километров ниже облаков.
Юпитер во многом отличается от Земли, поэтому моделирование динамики его атмосферы и последующее сравнение этих моделей с наблюдениями позволяет лучше понять разнообразие планет в целом. В дальнейшем учёные планируют создать более глобальную модель, охватывающую и средние широты. В идеале эту теорию можно применить и к другим газовым гигантам, таким как Уран и Нептун, которые также имеют неравномерное распределение химических веществ, таких как метан, а не вода.
