Новые данные с аппарата NASA «Юнона» помогли уточнить происхождение газовых гигантов

Четыре планеты-гиганта в Солнеечной системе традиционно делятся на пары по составу ядра и атмосферы: Юпитер и Сатурн, Уран и Нептун.

Считается, что все они зародились в сходных условиях, но откуда такое резкое отличие химического состава?

Один из принципиальных вопросов, который не могли до сих пор решить астрофизики, был вопрос о причинах различного содержании аммиака в атмосфере газовых гигантов.

Кажется, теперь у нас есть ответ: аммиак присутствует в равной мере на всех планетах-газовых гигантах, но часть его, разнящаяся от планеты к планете, пребывает в связанном состоянии в нижних слоях атмосферы.

Космический аппарат NASA «Юнона» (Juno), исследующий в настоящее время атмосферу Юпитера, обнаружил круговорот аммиака в его атмосфере.

Во время гроз в верхних слоях атмосферы, образующих перепады температуры и давления, аммиак и пары воды, также содержащиеся там, образуют крупные, весом до килограмма, градины. При этом, поскольку смесь воды и аммиака замерзает только при очень низких температурах, порядка минус 900С и ниже, такие градины обладают жидким ядром.

Под действием гравитации градины уходят в нижние слои атмосферы, где температура повышается; градины испаряются и уже в виде пара и свободного аммиака снова поднимаются к верхним слоям атмосферы, где их регистрирует космический аппарат.

Сопоставив ожидаемые условия в нижних слоях атмосферы Юпитера, Урана и Нептуна, зависящие от их орбит, вращения и размеров, специалисты Французского национального центра научных исследований (CNRS) в Ницце пришли к заключению, что на и на двух последних планетах возможно аналогичное градообразование. Однако град там будет таять значительно медленнее, отчего процент атмосферного аммиака, связанного в них, окажется существенно большим. Такой аммиак выпадает из наблюдений, поскольку верхние слои облаков заслоняют излучаемый им спектр.

Для проверки этого предположения потребуется специальная миссия, посвященная исследованию нижних слоев атмосферы внешних планет, технически осуществимая, но пока нереализованная.

Аппарат Juno впервые заметил в верхних слоях атмосферы Юпитера разновидности молний, известные как «спрайты и «эльфы» — яркие сверхбыстрые вспышки света, ранее предсказанные теоретически.

По материалам Science Alert, Live Science и Universe Today