Группа ученых и любителей астрономии поставила под сомнение давнюю гипотезу о облаках Юпитера, которые традиционно считались в основном состоящими из замороженного аммиака. Это открытие меняет понимание состава атмосферы газового гиганта.
Используя коммерческие телескопы и спектральные фильтры, любитель астрономии Стив Хилл собрал данные для картирования содержания аммиака в атмосфере Юпитера. Однако открытия Хилла противоречат предыдущим моделям атмосферного состава планеты.
Патрик Ирвин из Оксфордского университета изначально выразил скептицизм по поводу старой техники Хилла, но вскоре осознал ее значимость. Анализ показал, что атмосфера Юпитера в основном состоит из водорода и гелия, наряду с небольшими количествами аммиака, метана, водяного пара и других газов, которые образуют облака, отражающие солнечный свет и придающие планете ее впечатляющий вид.
Традиционно ученые предполагали, что верхние облака состоят в основном из аммиачного льда из-за его присутствия в атмосфере и его склонности конденсироваться при относительно низком давлении. Ирвин объяснил, что астрономы часто принимают упрощенную модель, если нет убедительных доказательств обратного.
В 2023 году Ирвин связался с Хиллом через общего знакомого после того, как Хилл представил свои интригующие наблюдения. Хилл использовал технику 1970-х и 1980-х годов, известную как анализ глубины полосы поглощения, чтобы оценить концентрацию газов на основе поглощенного света на определенных длинах волн, успешно вычислив распределение аммиака над облаками Юпитера.
Дополнительные анализы показали, что отраженный свет исходил от слоев облаков, где атмосферное давление было слишком высоким, а температура слишком высокой для конденсации аммиака. Ирвин отметил, что основная отражающая слой находится значительно глубже, чем уровень, на котором должен конденсироваться аммиак, находясь на глубине 2-3 бар.
Таким образом, было сделано заключение, что облака Юпитера, вероятно, состоят из гидросульфида аммония и, возможно, частиц, образующихся в результате фотохимических реакций, хотя точный состав все еще остается неопределенным. Другая гипотеза предполагает, что облака могут быть экзотической смесью воды и аммиака.
Эти открытия указывают на сложные фотохимические процессы в атмосфере Юпитера. Ирвин отметил, что в большинстве регионов аммиак разрушается быстрее, чем может быть перенесен вверх, что делает облака из чистого аммиачного льда относительно редкими и ограниченными районами с интенсивной конвекцией.
Для проверки наблюдений Хилла команда сравнила данные с продвинутыми анализами, проведенными с использованием инструмента MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO, а также с данными VLA и миссией Juno NASA. Это подтверждает открытия и открывает новые возможности для более доступных наблюдений Юпитера и подобных планет, таких как Сатурн.
Хилл подчеркнул, что понимание того, где находится аммиак, дает важные подсказки о метеорологических процессах на Юпитере, что имеет важное значение для понимания этой планеты и других подобных. Несмотря на значительный прогресс, все еще существуют ограничения, включая предположение о 'вертикальном' профиле аммиака, который может варьироваться в зависимости от высоты.
Ирвин добавил, что необходимо более тщательное сравнение результатов VLT/MUSE, Juno и VLA, чтобы понять распределение аммиака на разных высотах. Вклад как любителей, так и профессиональных астрономов подчеркивает, насколько ценными могут быть даже, казалось бы, 'простые' наблюдения для расширения знаний о космосе.