Результаты исследования атмосферы Юпитера.
Результаты наших многолетних спектрофотометрических наблюдений Юпитера в области длин волн 320-1100 нм и их интерпретация в рамках двухслойной рассеивающе-поглощающей атмосферы дают основание высказать (возможно, и подтвердить) некоторые предположения, носящие для Юпитера глобальный характер, т.е. свойственные всем долготам и проявляющиеся на протяжении многих лет.
- Меридиональное поглощение в глубоких полосах метана растёт по обе стороны от экватора, достигает максимального значения в области умеренных широт (50°-60°) и спадает к полюсам.
- Основной причиной вариаций меридионального поглощения, как метаном, так и аммиаком являются различия между оптическими характеристиками верхнего облачного покрова (вероятность выживания кванта, вытянутость индикатрисы рассеяния, плотность аэрозоля).
- В гораздо меньшей степени на характеристиках меридионального поглощения этих газов сказываются вариации верхней границы этого облачного покрова, т.е. вариации толщины надоблачной атмосферы.
- Значения оптической толщины надоблачной атмосферы в центре самой глубокой полосы метана 886 нм для экватора оценивается в разные годы как 0.22-0.27 и систематически в 1.5-2.0 раза выше на умеренных широтах.
- Содержание метана в надоблачной атмосфере составляет для экватора 10-15 м∙амага, а высота верхней границы аэрозоля в районе экватора систематически выше границы облаков в умеренных зонах на 6-8 км.
- Высота верхней границы основного облачного покрова имеет максимальное значение в районе экватора планеты и плавно понижается с переходом к умеренным и высоким широтам.
- Существующий тепловой режим и мощное конвективное перемешивание в верхних слоях атмосферы Юпитера приводит к тому, что помимо основных облачных слоев существует мелко дисперсный рассеивающий аэрозоль, который распространяется весьма высоко. Однако именно из-за малых размеров частиц роль его в УФ- и ИК-областях различна. В УФ -области он играет существенную роль в формировании отраженной радиации, сводя к минимуму осветляющую роль чисто релеевской атмосферы. В ИК-диапазоне, в виду его прозрачности в этой области спектра, мелкодисперсный стратосферный аэрозоль мало влияет на интенсивность полос поглощения как метана, так и аммиака за исключением околополярных областей, где высота расположения его и плотность максимальны. По-видимому, природа стратосферного аэрозоля Юпитера связана с высыпанием его из космоса вблизи магнитных полюсов планеты и дальнейшее постепенное оседание вместе с перемещением в сторону экватора.
- Свойства БКП.
Исследованию БКП посвящено много работ. Все, что известно об этом мощном антициклоническом вихре на диске Юпитера на сегодняшний день, описано нами выше. Несмотря на это, пока далеко не все известно о природе его оптических и динамических свойств, и исследования продолжаются. Поэтому в заключении мы коротко остановимся именно на результатах наших исследований в этом направлении. Напомним, что в ближней ИК-области спектра (λ =600 – 1100 нм) яркость Пятна по отношению к окружающей зоне в участках непрерывного спектра близка к единице и возрастает до 1.5 в глубоких полосах поглощения метана 886 и 987 нм. Причина наблюдаемых изменений пока неясна.
Отмечено поярчение в полосах поглощения метана, увеличивающееся с их глубиной, в то время как в участках непрерывного спектра относительная интенсивность Пятна остаётся близкой к единице.
В глубоких полосах поглощения СН4 Пятно остаётся самой яркой деталью на диске Юпитера.
Наблюдения показали также, что при перемещении Красного Пятна по диску Юпитера его относительная яркость значительно уменьшается с приближением к краю (от 1.25 до 1.08).
В непрерывном спектре (λ1 = 660 нм) яркость Пятна почти сливается с яркостью зоны, примыкающей к нему с восточной стороны, в то время как западная часть зоны на ~10% темнее. Хорошо заметно, что острые концы овала Пятна имеют пониженную (на ~5—7%) яркость относительно соседних с ними облачных образований. Этот же эффект повторяется и в полосе поглощения, однако примыкающие к Пятну с востока и запада участки зоны имеют почти равную между собой яркость, в то время как само Пятно на ~40% ярче окружающего его облачного покрова.
Минимальное поглощение наблюдается в центре Красного Пятна, затем идет узкое кольцо повышенного поглощения, его опоясывает снова кольцо пониженного поглощения и уже за ним простираются области STrZ с повышенным поглощением.
В момент пролёта “ Галилео” мы оцениваем разность высот между облачным покровом в зоне STrZ и центральной частью БКП равной ≈ 10 км.
Внутри же самого Пятна перепады высот от центра к периферии лежат в пределах 5÷6 км.
Следует отметить, что относительно уровня верхней границы облаков БКП (выше они или ниже окружающей среды) до сих пор идут споры, так как оценки зависят от используемых моделей.
Обычно цвет облаков на Юпитере определяется высотой: самые верхние — это синие структуры, под ними лежат коричневые, затем белые. Красные структуры — самые низкие. Следовательно, центральная часть Пятна должна быть ниже его периферийной зоны, которая, в свою очередь, может возвышаться над окружающими облаками.
Далее, ввиду значительной разницы скоростей атмосферных течений, в районе БКП иногда происходят столкновения ураганов, и энергия вращения Пятна может как увеличиваться, так и уменьшаться, и, как следствие, высота его верхней границы также может меняться со временем, о чём, возможно, свидетельствует и смена его окраски, и неравномерность температуры, и неоднократно наблюдавшиеся явления частичного экранирования Красного Пятна облаками, проходившими над ним.
Вверх
