Большое красное пятно: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
отмена правки 108674198 участника 91.124.229.57 (обс.)
Метка: отмена
→‎Механика: Раздел полностью переработан
Строка 28: Строка 28:


== Механика ==
== Механика ==
{{Орисс в разделе|обс=Механика}}[[Файл:PIA02863 - Jupiter surface motion animation.gif|thumb|left|600px|Цветная анимация передвижения БКП.]]
[[Файл:PIA02863 - Jupiter surface motion animation.gif|thumb|left|600px|Цветная анимация передвижения атмосферы Юпитера.]]
Точно не известно, какой механизм вызывает образование и влияет на цвет Большого Красного Пятна. Лабораторные исследования изучают влияние [[Космические лучи|космических лучей]] или [[Ультрафиолетовое излучение#Природные источники|ультрафиолетового излучения]] [[Солнце|Солнца]] на химический состав облаков [[Юпитер]]а. Предполагается, что солнечное излучение реагирует с [[гидросульфид аммония|гидросульфидом аммония]] в облаках планеты, в результате чего они окрашиваются в темно-красный цвет<ref>{{cite web|url=https://www.nasa.gov/feature/goddard/jupiter-s-great-red-spot-a-swirling-mystery|title=Jupiter's Great Red Spot: A Swirling Mystery|publisher=[[NASA]]|quote=[[Goddard Institute for Space Studies|Goddard]] scientists Mark Loeffler and Reggie Hudson have been performing laboratory studies to investigate whether cosmic rays, one type of radiation that strikes Jupiter’s clouds, can chemically alter ammonium hydrosulfide to produce new compounds that could explain the spot’s color. |date=August 4, 2015}}</ref>. Исследования показывают, что вихрь вызывает большое количество [[Звук|акустических волн]] из-за своей турбулентности. Акустические волны распространяются вертикально вверх на высоту 800 км над БКП, где они разбиваются, преобразовывая энергию волн в тепло. Этот эффект создает область повышенной температуры в верхних слоях атмосферы, температура которой составляет 1600 [[Кельвин|К]] (1330 [[°C]]) - на несколько сотен градусов теплее, чем другие части планеты на той же высоте<ref>{{cite journal |last1=O’Donoghue |first1=J. |last2=Moore |first2=L. |last3=Stallard |first3=T. S. |last4=Melin |first4=H. |title=Heating of Jupiter's upper atmosphere above the Great Red Spot |journal=Nature |date=27 July 2016 |volume=536 |issue=7615 |pages=190–192 |doi=10.1038/nature18940|hdl=2381/38554 |hdl-access=free }}</ref>. Эффект описывается как «[[Прибой|морской прибой]]»<ref>{{cite web |title=Jupiter's Great Red Spot Likely a Massive Heat Source |url=https://www.nasa.gov/feature/jupiter-s-great-red-spot-likely-a-massive-heat-source |website=NASA |publisher=NASA |accessdate=23 December 2018}}</ref>. Причина, по которой буря не утихает уже в течении нескольких веков, заключается в том, что на Юпитере, в отличии от Земли, нет твёрдой поверхности, обеспечивающей трение и замедление вращения<ref>{{cite web|url=http://www.astrophysicsspectator.com/topics/planets/JupiterGreatRedSpot.html|title=Jupiter's Atmosphere and Great Red Spot|publisher=www.astrophysicsspectator.com|date=November 24, 2004}}</ref>.
Поскольку горячие газы, которые составляют атмосферу Юпитера, поднимаются с более низких уровней на более высокие уровни, вихри образуют и сходятся. Когда охладитель возвращается назад, [[сила Кориолиса]] вызывает закрученное движение по области, которая может быть много километров в диаметре. Эти вихри могут длиться долгое время, потому что нет твердой поверхности для обеспечения трения, и потому, что более холодные вершины облаков над вихрем позволяют избежать небольшой радиации. Будучи сформированными, такие вихри могут свободно перемещаться, сливаясь или влияя на поведение других штормовых систем в атмосфере. Предполагается, что этот механизм сформировал Большое Красное Пятно. Согласно этой теории, многие соседние вихри поглощаются и сливаются с пятном, добавляя энергию бури и способствуя ее долговечности.


== Глаз Юпитера ==
== Глаз Юпитера ==

Версия от 09:14, 22 ноября 2020

Большое Красное Пятно (снимок «Вояджера-1»)

Большое Красное Пятно (БКП) — самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе: постоянная зона высокого давления, создающая антициклонический шторм на планете Юпитер. Пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет на протяжении нескольких веков наблюдений. БКП перемещается параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки с периодом оборота около шести земных суток. В начале наблюдений БКП имело размеры около 40 тысяч километров в длину (50 000 — по другим данным) и 13 тысяч километров в ширину. C 1930-х годов его размер постоянно уменьшается: в 1979 году он составлял 23 300 км, в 2014 году — 16 500 км. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час.[1]

История наблюдений

БКП было открыто Джованни Кассини в 1665 году[2]. Деталь, отмеченная в записях Роберта Гука 1664 года, также может быть идентифицирована как БКП, но настоящее пятно было впервые обнаружено только после 1830 года и хорошо изучено только после выдающегося появления в 1879 году. Это явление непрерывно наблюдалось в течение 190 лет, начиная с 1830 года. Предыдущие наблюдения с 1665 по 1713 год считались одним и тем же штормом; Если это верно, то оно существует уже более 350 лет.

Структура

Приблизительное сравнение размеров Земли и БКП.
Большое Красное Пятно. Улучшенное изображение от 1 апреля 2018 года.

До полёта «Вояджеров» многие астрономы полагали, что пятно имеет твёрдую природу.

БКП представляет собой гигантский ураган, размерами 24—40 тысяч км в длину и 12—14 тысяч км в ширину (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно меняются, общая тенденция — к уменьшению[3]; 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше и значительно ярче (см. результаты наблюдений А. А. Белопольского в 1880-е годы). Тем не менее, это все ещё самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе.

Пятно расположено примерно на 22° южной широты и перемещается параллельно экватору планеты. Кроме того, газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч.

Верхний слой облаков БКП находится примерно на 8 км выше верхней кромки окружающих облаков. Температура пятна несколько ниже прилегающих участков и составляет около −160 °C. При этом центральная часть пятна на несколько градусов теплее её периферийных частей[4].

Красный цвет БКП пока ещё не нашёл однозначного объяснения. Возможно, такой цвет придают пятну химические соединения, включающие фосфор.

Анимированное изображение Большого красного пятна

Помимо БКП на Юпитере имеются и другие «пятна-ураганы», меньшие по размерам. Они могут иметь белый, коричневый и красный цвет и существовать десятки лет (возможно и дольше). Пятна в атмосфере Юпитера зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии, но устойчивые, существующие длительное время имеются почему-то только в Южном.

Ввиду разницы скоростей течений атмосферы Юпитера иногда происходят столкновения ураганов. Одно из них имело место в 1975 году, в результате чего красный цвет БКП «поблёк» на несколько лет. В июле 2006 года предполагалось столкновение БКП и крупного красного образования Oval BA, однако пятна прошли «по касательной». Oval BA сформировался между 1998 и 2000 годами после слияния трёх меньших белых овалов, которые наблюдались до этого в течение 60 лет. Новое атмосферное образование поначалу было белым в видимом диапазоне, но в феврале 2006 года приобрело красно-коричневый цвет и стало именоваться малым красным пятном[5]. В июне — июле 2008 года с помощью телескопа «Хаббл» зафиксировано поглощение БКП небольшого пятна красного цвета[6].

По одной из гипотез, пока ураган находится на одинаковой высоте с общей поверхностью верхнего края атмосферы, он имеет белый цвет. Но когда его мощность увеличивается, вихрь поднимается несколько выше общего слоя облаков, где ультрафиолетовое излучение Солнца химически изменяет цвет, придавая ему красноту.

Гигантские «пятна-ураганы» присущи не только Юпитеру, но и другим газовым планетам. В частности, известно Большое тёмное пятно на Нептуне.

Механика

Цветная анимация передвижения атмосферы Юпитера.

Точно не известно, какой механизм вызывает образование и влияет на цвет Большого Красного Пятна. Лабораторные исследования изучают влияние космических лучей или ультрафиолетового излучения Солнца на химический состав облаков Юпитера. Предполагается, что солнечное излучение реагирует с гидросульфидом аммония в облаках планеты, в результате чего они окрашиваются в темно-красный цвет[7]. Исследования показывают, что вихрь вызывает большое количество акустических волн из-за своей турбулентности. Акустические волны распространяются вертикально вверх на высоту 800 км над БКП, где они разбиваются, преобразовывая энергию волн в тепло. Этот эффект создает область повышенной температуры в верхних слоях атмосферы, температура которой составляет 1600 К (1330 °C) - на несколько сотен градусов теплее, чем другие части планеты на той же высоте[8]. Эффект описывается как «морской прибой»[9]. Причина, по которой буря не утихает уже в течении нескольких веков, заключается в том, что на Юпитере, в отличии от Земли, нет твёрдой поверхности, обеспечивающей трение и замедление вращения[10].

Глаз Юпитера

21 апреля 2014 года телескоп «Хаббл» сделал снимок Большого Красного Пятна, которое стало выглядеть, словно глаз со зрачком. Этим «зрачком» оказалась тень Ганимеда — одного из многочисленных спутников планеты[11].

Примечания

  1. ↑ БИНТИ. Большое красное пятно исчезает // Наука и жизнь. — 2017. — № 11. — С. 24.
  2. ↑ Falorni M. The discovery of the Great Red Spot of Jupiter // Journal of the British Astronomical Association. — 1987. — Vol. 97, № 4. — P. 215-219. — Bibcode: 1987JBAA...97..215F.
  3. ↑ Большое красное пятно на Юпитере замедлило своё сжатие
  4. ↑ Астрономы измерили температуру Большого красного пятна на Юпитере // РИА «Новости», 17.03.10г.
  5. ↑ A. F. Cheng, A. A. Simon-Miller, H. A. Weaver, K. H. Baines, G. S. Orton, P. A. Yanamandra-Fisher, O. Mousis, E. Pantin, L. Vanzi, L. N. Fletcher, J. R. Spencer, S. A. Stern, J. T. Clarke, M. J. Mutchler, and K. S. Noll. Changing Characteristics of Jupiter's Little Red Spot (англ.) // The Astronomical Journal. — 2008 June. — Vol. 135, no. 6. — P. 2446—2452. — doi:10.1088/0004-6256/135/6/2446. — Bibcode: 2008AJ....135.2446C.
  6. ↑ Заметка «Юпитерианские пятнашки»
  7. ↑ Jupiter's Great Red Spot: A Swirling Mystery. NASA (4 августа 2015). — «Goddard scientists Mark Loeffler and Reggie Hudson have been performing laboratory studies to investigate whether cosmic rays, one type of radiation that strikes Jupiter’s clouds, can chemically alter ammonium hydrosulfide to produce new compounds that could explain the spot’s color.»
  8. ↑ O’Donoghue, J.; Moore, L.; Stallard, T. S.; Melin, H. (27 July 2016). "Heating of Jupiter's upper atmosphere above the Great Red Spot". Nature. 536 (7615): 190—192. doi:10.1038/nature18940. hdl:2381/38554.
  9. ↑ Jupiter's Great Red Spot Likely a Massive Heat Source. NASA. NASA. Дата обращения: 23 декабря 2018.
  10. ↑ Jupiter's Atmosphere and Great Red Spot. www.astrophysicsspectator.com (24 ноября 2004).
  11. ↑ Jupiter's Great Red Spot and Ganymede's shadow — colour. ESA, Hubble Space Telescope (29 октября 2014). Архивировано 31 октября 2014 года.

Ссылки


Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Большое_красное_пятно&oldid=110630406