​Земные проблемы Юпитера

– Да, нам выделено финансирование. Что же касается актуальнос­ти наших исследований, то достаточно сказать, что к этой планете был осуществлен целый ряд очень недешевых космических миссий, включая действующий сейчас космический аппарат «Юнона». Но даже несмотря на их успешность, Юпитер остается еще во многом весьма загадочным и интригующим объектом в нашей Солнечной системе, поэтому и наземным наб­людениям, которые несравненно дешевле, уделяется большое внимание. Надо сказать, что в области изучения планет-гигантов наш Институт был координирующим еще со времен Союза, а я возглавлял рабочую группу Астрономического совета АН СССР по этой проблеме.

Начнем с того, что Юпитер – уникальная гигантская естественная лаборатория, где вещест­во находится в самых разных состоя­ниях. Дело в том, что планеты-гиганты, в отличие от планет земной группы, таких как Марс, Земля, Венера и Меркурий, состоят в основном из легких газов. Что интересно, по своему составу Юпитер похож на Солнце: 89% его атмосферы приходится на водород и 11% – на гелий. Даже существовала гипотеза, что это остывающая звезда. Но оказалось, что температура внутри планеты не столь высока, чтобы там происходили термоядерные реакции, которые питают энергию звезд. Кроме того, в атмосфере Юпитера имеются и другие вещества – метан и аммиак, которые также интересны. И хотя они входят в состав планет-гигантов в небольшом количестве, их роль в тепловом режиме планеты очень велика, потому что они создают достаточно мощные полосы погло­щения в спектре, особенно в инфракрасной области. Наши исследования как раз связаны со спектральными наблюдениями некоторых полос поглощения, по поведению которых можно судить о происходящих изменениях в атмосфере Юпитера.

– И каким же образом процессы, происходящие на далеком от нас Юпитере, сопрягаются с нашими земными проблемами?

– Эта связь намного ближе, чем может показаться людям, далеким от астрономии. Так, существует мнение, что Юпитер в определенной степени спасает Землю от столкновений с кометами, летящими из периферии солнечной системы, из так называемого облака Орта. Своим мощным притяжением он меняет их траектории, принимая удар на себя, что мы и наблюдали в 1994 году.

Что же касается тех процессов, которые происходят на Юпитере, то по своей природе они являются аналогами процессов, происходящих в земной атмосфере. Поэтому изучение Юпитера имеет если не прямое практическое значение, то, по крайней мере, косвенно это относится к тем же проблемам метеорологии и геофизики, которыми занимаются наши коллеги в других институтах, например, в Институте ионосферы.

В изучении Юпитера в последние десятилетия мы проделали очень большую работу, исследуя поведение аммиака в его атмо­сфере. И хотя этот газ занимает всего несколько долей процента от общего состава водородной юпитерианской атмосферы, он играет там примерно такую же роль, как водяной пар в земной атмосфере. На Земле мы видим постоянно образующиеся облака из конденсированного водяного пара. То же самое происходит и на Юпитере, но там такую роль играет аммиак: при низких температурах верхних слоев тропо­сферы Юпитера аммиак конденсируется, превращаясь в ледяные кристаллы и образуя аммиачные облака, что оказывает влияние на структуру облачного покрова планеты. Кроме того, там происходят очень бурные процессы, и наибольший интерес ученых в течение последних 200 лет вызывает гигантский вихрь, который находится в южном полушарии планеты – так называемое Большое Красное Пятно.

– А почему оно крас­ное?

– Облака внутри него окрашены в оранжево-красный цвет, но причина этого пока для исследователей остается загадкой. Хотя предполагается, что там есть примеси серных соединений, придающие столь необыч­ную окраску, тогда как облачные пояса Юпитера в основном или коричневатые, или желтые. Сейчас мы и заняты изучением того, что же происходит внутри Красного пятна, диаметр которого достигает 20 и более тысяч километров! То есть это огромное образование, гораздо большее по размерам, чем те же циклоны, антициклоны и тайфуны, которые мы наблюдаем на Земле, но изучение его поведения особенно интересно еще и в связи с теми вопросами, которые ставит земная метеорология. Интересно, что в начале прошлого века многие считали Красное Пятно твердым островом, плавающим в атмосфере Юпитера. Вроде свифтовского летающего острова Лапута. Наши наблюдения еще в 60-х годах показали, что это все же тоже облако, а позже было показано, что это долгоживущий гигантский атмосферный вихрь.

В процессе спектральных исследований мы обнаружили существование значительной деп­рессии аммиачного поглощения в северном экваториальном поясе Юпитера. Интересно, что такие же результаты недавно получили и американские радиоастрономы, занимающиеся изучением теплового радиоизлучения в различных областях Юпитера. Но мы обнаружили этот эффект еще в 2004 году, и его уже подтвердили наблюдениями в течение полного оборота Юпитера, то есть в течение 12 лет. Благодаря радио­наблюдениям можно полагать, что в этом поясе уменьшено содержание газооб­разного аммиака по сравнению с другими областями планеты. А еще нам удалось показать, что внутри Большого Крас­ного Пятна плотность гораздо выше, чем в окружающих его облаках.

– А что это дает для земной метеорологии?

– Это очень важно для изучения динамики атмосферы, ведь мы до сих пор не знаем до конца механизм, который приводит в движение страшные земные тайфуны, связано ли это с какими-то воздушными течениями или с морскими течениями?

– Значит, изучение атмосферы Юпитера напрямую связано с проблемой земного климата?

– Безусловно. Как известно, сейчас идет большая дискуссия, что же влияет на климат – или какие-то космические факторы, или загряз­нение земной атмосферы промышленными выбросами? Если до недавнего времени считалось, что именно промышленные выбросы являются основным источником для создания так называемого парникового эффекта, когда тепловое излучение поглощается газами, находящимися в земной атмосфере, за счет чего и может происходить потепление климата, то сейчас существуют и другие точки зрения. Например, что потепление климата приведет к образованию большей облачности, а это, в свою очередь, будет больше отражать солнечные лучи, значит, Земля станет получать тепла меньше.

– И вместо глобального потепления мы можем получить очередной ледниковый пе­риод?

– Что-то вроде этого. В то же время мы еще не знаем, как могут влиять на земной климат различные космические факторы. А чтобы найти ответ на этот вопрос, надо постоянно вести своего рода мониторинг, изучать процессы, которые происходят на других планетах. Ведь на том же Юпитере еще очень много и непонятного, и загадочного. Например, циркуляция его атмосферы. Ведь Юпитер очень быстро вращается – менее чем за 10 часов делает полный оборот вокруг своей оси, в то время как Земля – за 24 часа. За счет этого его атмосферные потоки распределяются в основном параллельно экватору.