Астрономи виявили дощі з аміаку на Юпітері

У верхніх шарах атмосфери Юпітера вчені виявили незвичайне погодне явище — зливи з так званих «крижаних аміачних кульок» (mushballs). Ці унікальні крижані утворення, що складаються з аміаку та води, світяться під спалахами блискавок і відіграють ключову роль у перемішуванні атмосферних шарів планети.

Нова тривимірна візуалізація тропосфери Юпітера показала, що більшість погодних явищ відбувається у верхніх 10−20 км атмосфери. Однак глибокі штормові системи пробивають ці шари, захоплюючи та переносячи аміак і воду вглиб планети.

Формування крижаних аміачних кульок починається приблизно на глибині 60 км під хмарним шаром. Там потужні висхідні потоки підіймають краплі води до висот, де вони можуть замерзати. Аміак діє як антифриз, розчиняючи лід і утворюючи рідку суміш, яка потім покривається новим шаром льоду. Коли ці утворення стають достатньо важкими, вони падають назад, досягаючи шарів значно глибших, ніж точка їхнього формування, і транспортують туди великі об'єми води та аміаку.

Дослідники створили тривимірну реконструкцію тропосфери Юпітера на основі даних з космічного апарата Juno, космічного телескопа Hubble та радіотелескопа Very Large Array. Вона показала цікавий контраст: хоча верхні шари атмосфери надзвичайно турбулентні, нижні шари залишаються відносно стабільними. Це нагадує киплячий чайник — зверху бурхлива активність, а глибше — спокій. Тому зовнішній вигляд атмосфери не відображає того, що відбувається в глибинах газових гігантів.

Особливий інтерес вчених викликали області з аномально низьким вмістом аміаку, виявлені на глибинах до 150 км. У цих зонах зафіксовано сигнали, що свідчать про охолодження або збагачення аміаком — явища, які неможливо пояснити звичайним дощем чи снігом. Лише механізм крижаних амоніачних кульок зміг пояснити такі глибокі зміни в атмосфері.

Це відкриття має ширше значення для астрономії. Якщо подібне атмосферне перемішування відбувається на Юпітері, аналогічні процеси можуть існувати на Сатурні, Урані, Нептуні та навіть на віддалених екзопланетах. Розуміння цих механізмів допоможе точніше інтерпретувати дані про склад атмосфер інших світів, де для спостереження доступні лише верхні шари.

Під час дослідження науковці зіткнулися з проблемою обмеженого доступу до каліброваних даних місії Juno, що змусило їх самостійно розробляти методи обробки інформації. У відповідь команда відкрила власні інструменти та дані для підтримки подальших досліджень і сприяння більшій відкритості наукового процесу.