Новые данные, полученные в ходе миссии NASA Juno, уточнили наше понимание размеров и формы Юпитера, показав, что планета заметно меньше и более «сплюснута», чем предполагалось ранее. Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, демонстрируют значительное повышение точности измерений благодаря высокоточным методам радиооккультации и учету ранее не принимавшихся во внимание эффектов зональных ветров.
Уточнение Размеров Юпитера
На протяжении десятилетий размеры Юпитера определялись на основе данных, полученных в ходе миссий Pioneer и Voyager в 1970-х годах. Эти более ранние измерения, хотя и были основополагающими, не обладали той точностью, которой можно достичь сегодня с использованием современных приборов. Космический аппарат Juno, вращающийся вокруг Юпитера с 2016 года, позволил ученым исследовать внутреннюю структуру планеты с помощью радиосигналов, обеспечивая более четкое представление о ее истинной форме.
Последний анализ показывает, что полярный радиус Юпитера составляет примерно 66 842 километра, в то время как экваториальный радиус достигает 71 488 километров. Средний радиус составляет 69 886 километров. Эти измерения на 12 километров меньше у полюсов, на 4 километра меньше по экватору и на 8 километров меньше в целом по сравнению с предыдущими оценками. Это исправление – не просто уточнение цифр; оно указывает на то, что наше понимание структуры газовых гигантов было неполным.
Роль Вращения и Ветров
Форма Юпитера представляет собой сплюснутый сфероид, приплюснутый у полюсов и выпуклый у экватора из-за его быстрого вращения (день на Юпитере длится чуть меньше 10 часов). Центробежные силы, возникающие в результате этого вращения, противодействуют гравитации, вызывая экваториальный выбухание. Однако плотность внутренней части Юпитера неоднородна. Плотность резко возрастает от менее чем 1 кг/м³ в верхних слоях облаков до тысяч кг/м³ в глубине, что создает широтную изменчивость гравитационного поля.
Усугубляя эту сложность, мощные зональные ветры Юпитера также влияют на форму планеты. Эти ветры изменяют центробежные силы, вызывая дальнейшие колебания, до 10 километров, особенно вблизи экватора. Предыдущие модели не в полной мере учитывали эти атмосферные эффекты, что приводило к менее точным оценкам.
Как Производились Измерения
Миссия Juno использовала радиооккультацию, метод «видения» сквозь плотные облака Юпитера путем передачи радиосигналов обратно на Землю. Проходя через ионосферу, эти сигналы изгибаются и задерживаются из-за атмосферных газов. Точно измеряя сдвиги частоты, вызванные этим изгибом, ученые могут определять температуру, давление и электронную плотность на разных глубинах. Эта техника позволяет проводить детальный анализ внутренней структуры в тех случаях, когда прямое наблюдение невозможно.
Почему Это Важно
Улучшенное понимание размеров Юпитера имеет последствия для планетологии. Точные измерения критически важны для моделирования внутренней структуры Юпитера, его магнитного поля и атмосферной динамики. Эти факторы влияют на всю юпитерианскую систему, включая ее спутники и радиационные пояса. Более точные данные о форме также углубляют наше понимание того, как формируются и эволюционируют газовые гиганты.
Эти выводы подчеркивают ценность продолжающихся планетарных исследований. В то время как предыдущие миссии заложили основу, точность современных инструментов, таких как Juno, продолжает бросать вызов и уточнять наши знания о Солнечной системе.
Улучшенные данные послужат отправной точкой для будущих наблюдений Юпитера и могут дать представление о поведении других газовых гигантов, как в пределах нашей Солнечной системы, так и за ее пределами.
