Шпион Хаббла: удивительная смена времен года на Юпитере и Уране

Прогноз порывистый ветер, смог

внешние планеты за пределами[{» attribute=»»>Mars do not have solid surfaces to affect weather as on Earth. And, sunlight is much less able to drive atmospheric circulation. Nevertheless, these are ever-changing worlds. And Hubble – as interplanetary meteorologist – is keeping track, as it does every year. Jupiter’s weather is driven from inside-out as more heat percolates up from its interior than it receives from the Sun. This heat indirectly drives color change cycles highlighting a system of alternating cyclones and anticyclones. Uranus has seasons that pass by at a snail’s pace because it takes 84 years to complete one orbit about the Sun. The seasons are extreme because Uranus is tipped on its side. As summer approaches in the northern hemisphere, Hubble sees a growing polar cap of high-altitude photochemical haze that looks similar to the smog over cities on Earth.

Hubble Monitors Changing Weather and Seasons at Jupiter and Uranus

Ever since its launch in 1990, NASA’s Hubble Space Telescope has been an interplanetary weather observer, keeping an eye on the largely gaseous outer planets and their ever-changing atmospheres. NASA spacecraft missions to the outer planets have given us a close-up look at these atmospheres, but Hubble’s sharpness and sensitivity keeps an unblinking eye on a kaleidoscope of complex activities over time. In this way Hubble complements observations from other spacecraft such as Juno, currently orbiting Jupiter; the retired Cassini mission to Saturn, and the Voyager 1 and 2 probes, which collectively flew by all four giant planets between 1979 and 1989.

Inaugurated in 2014, the telescope’s Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Program has been providing us with yearly views of the giant planets. Here are some recent images:

Hubble Space Telescope images of Jupiter taken on November 12, 2022 (left) and January 6, 2023 (right). Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Jupiter

[left]— Прогноз Юпитера — штормовая погода в низких северных широтах. Можно увидеть заметную серию чередующихся штормов, образующих «Вихревую улицу», как ее называют некоторые планетарные астрономы. Это волновая картина перекрывающихся антициклонов и циклонов, сцепленных вместе, как в машине с чередующимися шестернями, движущимися по часовой стрелке и против часовой стрелки. Если штормы подойдут достаточно близко друг к другу, то в крайне маловероятном случае слияния они могут создать еще больший шторм, который потенциально может соперничать с нынешним размером Большого Красного Пятна. Градуированная картина антициклонов и циклонов предотвращает слияние отдельных штормов. Также видна внутренняя активность этих штормов; В 1990-е годы Хаббл не видел ни циклонов, ни антициклонов с внутренними грозами, но эти бури появились в последнее десятилетие. Сильные цветовые вариации указывают на то, что Хаббл также видит разную высоту и глубину облаков.

Оранжевый спутник Ио украсил этот вид разноцветных вершин облаков Юпитера, отбрасывая тени на западный край планеты. Разрешение телескопа «Хаббл» настолько высокое, что он может видеть оранжевые пятна Ио, связанные со многими действующими вулканами. Эти вулканы были впервые обнаружены, когда космический корабль «Вояджер-1» пролетел в 1979 году. Расплавленная недра Луны покрыты тонкой коркой, через которую извергаются вулканы. Сера приобретает разные цвета при разных температурах, поэтому поверхность Ио такая красочная. Эта фотография была сделана 12 ноября 2022 года.

[right]— Легендарное Большое Красное Пятно Юпитера занимает центральное место на этом изображении. Хотя этот вихрь достаточно велик, чтобы поглотить Землю, на самом деле он уменьшился до наименьшего размера, который когда-либо был в записях наблюдений, датируемых 150 годами. Ледяной спутник Юпитера Ганимед можно увидеть проходящим мимо планеты-гиганта в правом нижнем углу. Немного больше, чем планета Меркурий, Ганимед является самым большим спутником в Солнечной системе. Это покрытый кратерами мир с поверхностью, состоящей преимущественно из водяного льда, с видимыми ледяными оттоками, вызванными внутренним теплом. (Это изображение меньше, потому что Юпитер находился на расстоянии 81 000 миль от Земли, когда был сделан снимок.) Эта фотография была сделана 6 января 2023 года.

Снимки Урана, сделанные космическим телескопом Хаббл 9 ноября 2014 г. (слева) и 9 ноября 2022 г. Авторы и права: Наука: НАСА, ЕКА, STScI, Эми Саймон (NASA-GSFC), Майкл Х. Вонг (Калифорнийский университет в Беркли), обработка изображений : Джозеф ДиПаскуале (STScI)

Уран

Эксцентричный Уран вращается на боку вокруг Солнца, поскольку он следует по 84-летней орбите, а не вращается в более вертикальном положении, как это делает Земля. Уран имеет странную «горизонтальную» ось вращения, которая находится всего в восьми градусах от плоскости орбиты планеты. Одна из недавних теорий предполагает, что у Урана когда-то была массивная луна, которая была дестабилизирована гравитацией, а затем столкнулась с ней. Другие возможности включают гигантские эффекты во время формирования планет или даже гигантские планеты, оказывающие резонансные крутящие моменты друг на друга с течением времени. Последствия наклона планеты заключаются в том, что с интервалом до 42 лет части земного полушария полностью лишены солнечного света. Когда космический корабль «Вояджер-2» посетил ее в 1980-х годах, южный полюс планеты был направлен прямо на Солнце. Последнее изображение Хаббла показывает, что Северный полюс теперь наклонен к Солнцу.

[left]Это изображение Урана, полученное Хабблом в 2014 году, через семь лет после северного весеннего равноденствия, когда солнце светило прямо над экватором планеты, и показывает одно из первых изображений программы OPAL. Множественные штормы с облаками кристаллов метанового льда появляются в средних северных широтах над нижней атмосферой планеты голубого цвета. Снимки телескопа Хаббл системы колец на краю в 2007, но кольца начали цвести через семь лет в этом виде. В это время на планете было несколько небольших бурь и даже несколько слабых скоплений облаков.

[right]— В 2022 году на северном полюсе Урана видна густая фотохимическая дымка, похожая на смог, над городами. Рядом с границей полярной дымки можно увидеть несколько небольших штормов. Хаббл отслеживает размер и яркость северной полярной шапки, и она с каждым годом становится все ярче. Астрономы распутывают многочисленные влияния — от атмосферной циркуляции, свойств частиц и химических процессов — которые контролируют то, как атмосферная полярная шапка меняется в зависимости от времени года. Во время европейского равноденствия в 2007 году ни один из полюсов не был особенно ярким. По мере приближения северного летнего солнцестояния в 2028 году шапка может стать ярче и будет направлена ​​прямо на Землю, что позволит хорошо рассмотреть кольца и Северный полюс; Затем система колец появится лицом к лицу. Эта фотография была сделана 9 ноября 2022 года.

О Хаббле

Космический телескоп Хаббла — это удивительное сотрудничество между НАСА и Европейским космическим агентством, которым управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Погружаясь в тайны Вселенной, Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе возглавляет научные усилия Хаббла. Ассоциация университетов для исследований в области астрономии, расположенная в Вашингтоне, округ Колумбия, управляет STScI от имени НАСА.