Облачные полосы, окрашивающие Юпитер, демонстрируют необычайную стабильность. Однако иногда они изменяют цвет и форму. Ученые установили, что такие периоды нестабильности связаны с процессами, происходящими в глубине планеты, где формируется ее магнитное поле.
Юпитер – одна из наиболее известных планет в составе Солнечной системы. На поверхности планеты можно наблюдать широкие полосы, отличающиеся разноцветностью и расположенные параллельно экватору. Светлые области объясняют подъемом газов из глубин атмосферы, что связано с наличием более плотных и высоких облаков. В темных поясах газы, напротив, опускаются вниз, облака там более разрежены и находятся на меньшей высоте. Местоположение границ между этими зонами определяют мощные атмосферные вихри. Вдоль экватора ураган движется с запада, а чуть выше и ниже параллельно ему дуют ветры восточного направления, после чего они сменяют друг друга.
Хотя на Юпитере постоянно происходят активные процессы, его внешний вид остается поразительно неизменным. Внимательные исследования показали, что расположение и размеры облачных поясов практически не изменяются на протяжении многих лет. Только эпизодически, с интервалом в четыре-девять лет, наблюдаются деформации и изменения в цветовой гамме этих потоков.
Эти явления начинаются на значительной глубине. В инфракрасном спектре можно наблюдать подобные изменения на расстоянии до 50 километров ниже видимого уровня атмосферы. Однако недавнее исследование продемонстрировало, что истоки происходящего лежат гораздо глубже, в глубинных слоях газового гиганта. К такому заключению пришли исследователи из США и Японии, чья работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
Кумико Хори и ее соавторы проанализировали данные, полученные в ходе космической миссии Juno, которая в течение нескольких лет проводила наблюдение за магнитным полем Юпитера и фиксировала все его изменения. Исследователи выявили в нем торсионные колебания – достаточно регулярные осцилляции, обусловленные быстрым вращением ядра планеты, являющегося источником ее магнитного поля.
Совпадение периодов этих осцилляций указывает на связь с нестабильностями в поведении облачных полос. Вероятно, колебания магнитного поля оказывают влияние на процессы передачи тепловой энергии в атмосфере Юпитера. Это, в свою очередь, определяет особенности восходящих и нисходящих потоков газа. Таким образом, нестабильности, возникающие в глубинах планеты, приводят к изменениям её внешнего вида.