Новейший анализ данных, собранных космическим аппаратом NASA Juno, показал, что размеры крупнейшей планеты Солнечной системы — Юпитера — слегка отличаются от традиционных значений, принятых в научной литературе и учебниках более полувека. Эти уточнения помогают астрономам точнее моделировать внутреннюю структуру газового гиганта и лучше понимать процессы, происходящие в его атмосфере.
Новые измерения: что изменилось
Ранее размеры Юпитера определялись по данным космических аппаратов Voyager и Pioneer, полученным в 1970-х годах. Эти измерения основывались на шести радиосигналах, полученных при помощи зондов, и служили стандартом для расчётов.
Сейчас международная команда учёных во главе с исследователями из Института Вейцмана (Израиль) опубликовала результаты анализа 26 радиосигналов, полученных от Juno в последнем цикле наблюдений. Это позволило значительно повысить точность геометрических характеристик планеты.
Конкретные данные
Согласно новому исследованию:
- Экваториальный радиус Юпитера составляет примерно 44 421 миль (71 488 км) — на около 4–8 км меньше, чем прежние значения.
- Полярный радиус (расстояние от центра до полюса) — 41 534 миль (66 842 км), что на примерно 12–24 км меньше, чем считалось ранее.
Разница в размерах экватора и полюсов составляет порядка 7 %, что означает, что Юпитер заметно сплюснут у полюсов в сравнении с идеальной сферой. Это обусловлено его быстрым вращением — полный оборот вокруг своей оси планета делает примерно за 9 часов 55 минут — и распределением массы внутри газового гиганта.
Для сравнения: у Земли экваториальный радиус больше полярного всего на около 0,33 %.
Как Juno измерил размеры
Основой нового расчёта стали изменчивые радиосигналы, передаваемые Juno на Землю, когда зонд находился за Юпитером относительно нашей планеты. Эти сигналы проходят сквозь атмосферу планеты и изгибаются (рефракция) в зависимости от плотности воздуха, температуры и скорости ветров. Анализ таких изменений спектра и времени распространения позволил реконструировать профиль атмосферы и точно уточнить форму планеты.
Ученые учли влияние сильных зональных ветров и атмосферных движений (в том числе самых мощных штормов Юпитера) на распределение массы, что ранее в полном объёме не отражалось в моделях.
Почему уточнение размеров важно
На первый взгляд, изменение радиусов на десятки километров может показаться незначительным для объекта, диаметр которого превышает 140 000 км. Однако эти корректировки имеют важные научные последствия:
1. Улучшение моделей внутренней структуры
Точные размеры позволяют моделям плотности, давления и температуры внутри планеты лучше согласовываться с гравитационными измерениями и атмосферными наблюдениями. Это важно для понимания того, как распределены тяжелые элементы, водород, гелий и другие компоненты в недрах Юпитера.
2. Влияние ветров и атмосферы
Газовые гиганты имеют сложную атмосферную динамику — зоны, пояса, гигантские циклоны и мощные потоки ветров. Новые данные помогают учитывать влияние этих факторов на форму планеты, поскольку ветровая нагрузка сама по себе смещает распределение массы.
3. Сравнение с другими газовыми планетами
Юпитер, являясь типичным представителем газовых гигантов, служит эталоном при изучении подобных планет за пределами Солнечной системы. Чем точнее его параметры, тем лучше астрономы могут интерпретировать данные об экзопланетах с похожими характеристиками.
Учебники и научные справочники
По словам профессора Йохая Каспии (Weizmann Institute of Science), хотя сам Юпитер физически не изменился, изменились методы измерения, и результаты требуют обновления учебных материалов и справочных таблиц. Даже небольшие корректировки радиусов влияют на базовые справочные значения, используемые в учебниках и научных базах данных.
Контекст миссии Juno
Космический аппарат Juno был запущен в 2011 году, а в 2016 году вышел на орбиту Юпитера. Его основная задача — изучение газового гиганта, включая его атмосферу, магнитное поле, внутреннее строение, гравитационные и магнитные аномалии, а также происхождение и эволюцию планеты.
Данные для новых измерений были получены после изменения орбиты Juno, которое позволило проводить наблюдения за прохождением зонда за диском планеты, что ранее было недоступно. Такое расположение оказалось ключевым для радиометрического анализа.
Итоги
- Новые измерения показывают, что Юпитер немного меньше, чем считалось ранее — экваториальный размер уменьшился на ~8 км, полярный — на ~24 км.
- Планета более плоская у полюсов, чем предполагалось на основе старых данных.
- Измерения были получены благодаря анализу изгибов радиосигналов Juno, проходивших через атмосферу Юпитера.
- Эти уточнения повышают точность моделей внутреннего строения и атмосферной динамики газового гиганта.
Эти факты меняют не представление о самой планете, а методы её измерения, указывая на то, как современные технологии позволяют обновлять научные данные даже для объектов, известность о которых насчитывает десятилетия.
Источники:
Статья создана по материалам LiveScience.com
