Разгадки загадок юпитера

Кузнецов А.И., Кузнецов А.Р.

Наблюдения за Юпитером ведутся с древних времен, но он по-прежнему полон загадок. Каждое новое исследование, вместо ответов ставит перед учеными все новые и новые вопросы. Попытки ученых объединить накопленные данные и получить более-менее четкое представление о его структуре и протекающих процессах, с использованием общепринятой теории образования звезд, планет и Вселенной, пока безрезультатны.

Очевидно, причиной всех давно существующих и непрерывно вновь накапливающихся загадок, по мере освоения учеными космоса, является отсутствие у них правильных представлений о фактической сущности и закономерностях происходящих во Вселенной процессов.

Так данные атмосферного зонда станции "Галилео", выполнившего спуск в атмосферу Юпитера 7 декабря 1995 г., вроде бы заставили ученых обратить внимание на то, что необходимо пересмотреть принятые теории формирования Юпитера и природы процесса эволюции планет вообще. Однако, спустя почти 30 лет, никаких существенных сдвигов в этом направлении не обнаружено.

Несмотря на то, что Юпитер считается самой большой планетой в Солнечной системе и легко доступен для наблюдения за ним с Земли, ученые мало что знают о характере его поверхности и внутренней структуре. Так, как, по мнению ученых, он является своеобразным газовым шаром, то точно определить его размеры практически считается невозможным. Поэтому они принимаются равными контуру видимой границы его облаков [1].

Телескопы и космические аппараты сделали тысячи снимков закручивающихся вихревых облаков в верхних слоях атмосферы Юпитера, но эти штормы блокируют возможность заглянуть в глубины газового гиганта. За плотными облаками в верхних слоях атмосферы невозможно точно определить протекающие на нем процессы. Поэтому вся информация о нем и расчеты основываются только на основании данных этих наблюдений, предположениях и домыслах ученых. Именно отсутствием реальных понятий о его физической природе и сущности происходящих на нем и в нем процессов можно объяснить наличие большого количества связанных с ним загадок, до сих пор не находящих ответа.

Главной из них, очевидно, является отсутствие среди ученых единого мнения относительно того, является ли Юпитер планетой или это бывшая звезда, которая уже почти погасла, но во многих проявлениях ведет себя свойственным ей образом.

В мифах и легендах древних народностей существует упоминание, что когда-то на небе одновременно сияли два Солнца. Подтверждением этого явилось обнаружение археологами среди глиняных клинописных каталогов звездного неба, составленных 5000 лет назад жрецами Шумера, таблички с двумя Солнцами! На ней огромный оранжевый шар был изображен на южной части неба [2].

С тех пор было выдвинуто много разных гипотез о природе второго Солнца, и одной из них было предположение, что вторая звезда Солнца – это Юпитер. Планета-гигант состоит почти на 89 % из водорода и на 11 % из гелия и имеет такую же плотность, как Солнце, и излучает в инфракрасной области спектра на 60 % больше энергии, чем получает от него. Это свидетельствует о том, что внутри Юпитера идут какие-то процессы, связанные с выделением тепла.

Однако, по мнению ряда ученых, для того, чтобы стать звездой, Юпитеру потребовалось бы быть в 75 раз массивнее. Существующая масса не позволит недрам Юпитера разогреться до нужной температуры. Даже самая маленькая из известных звезд красный карлик на 30 % больше его в диаметре [3].

По–нашему мнению, учитывая сомнительную реальность существующей модели образования звезд, достоверность этого утверждения можно поставить под сомнение. Принято считать, что основными источниками энергии звезд является их сжатие и синтез гелия из водорода. Мы считаем, что значительную долю энергии звезды получают от электрических разрядов молний, которые наблюдаются в процессе их образования и существования.

Поскольку красные карлики довольно тусклые, то, при малых их размерах и большой плотности окружающей атмосферы, рассмотреть их на большом удалении в просторах Вселенной практически невозможно. Ученые наблюдают только наиболее крупные и яркие из них, поэтому складываются нереальные представления о минимальных размерах и яркости красных карликов.

Имеет смысл обратить тщательное внимание на другие более очевидные и доступные для наблюдения факторы, касающиеся конкретного поведения Юпитера.

Одной из самых больших, как по размерам, так и по количеству и сложности, загадок Юпитера, не разгаданной до сих пор, является Большое красное пятно (БКП), наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение более 350 лет. Оно настолько огромное и четкое, что его видно с Земли. По мнению ученых, это уникальный долгоживущий гигантский вихрь (ураган) размером 15;30 тыс. км, в глубине которого вращается против часовой стрелки вещество красного цвета, совершая полный оборот за 6 земных суток. Пятно расположено примерно на 22° южной широты Юпитера. Верхний слой облаков БКП находится примерно на 8 км выше верхней кромки окружающих облаков, что свидетельствует об исходящем от него потоке.

Средняя температура над БКП на поверхности атмосферы составляет ;163°C, причём между окраинными и центральными частями пятна наблюдается различие в температуре порядка 3-4 градусов. Это различие, как предполагается, ответственно за тот факт, что атмосферные газы в центре пятна вращаются по часовой стрелке, в то время как на окраинах — против. Ветры на внешних кругах завихрений достигают 120 м/с (примерно 430 км/ч), а сама структура БКП, согласно инфракрасным исследованиям, неоднородная, что говорит о разностях температур и давления внутри этого антициклона. В центре вихря давление оказывается более высоким, чем в окружающем районе, а сами ураганы окружены возмущениями с низким давлением.

Выдвинуто предположение о наличии взаимосвязи температуры, давления, движения и цвета БКП, хотя, как именно она осуществляется, учёные пока затрудняются сказать [3]. Красный цвет БКП также представляет собой загадку. 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.

Все эти загадки легко объясняются нами при условии, что Юпитер представляет собой небольшую суперзвезду, т.е. полую сферу с твердой каменистой оболочкой, внутри которой располагается звездное вещество (плазма). Звезды представляют собой жерла вулканов, расположенные на твердой поверхности, из которых в виде спиральных потоков (вихрей), вращающихся против часовой стрелки, извергаются потоки звездного ветра. При этом во внутренней части вихрей, образуется разряженная область, в которую устремляется к звезде нисходящий спиральный поток межпланетной среды, вращающейся по часовой стрелке.

Очевидно, ураган находится на одинаковой высоте с поверхностью верхнего края атмосферы и имеет белый цвет сразу после залпового выброса звездного ветра. В этом случае происходит снижение давления внутри твердой сферы. При этом скорость извергающегося потока уменьшается и происходит выравнивание его высоты с поверхностью атмосферы. Вследствие выброса в жерле происходит перемешивание охлажденного поверхностного слоя плазмы с высокотемпературными глубинными слоями и окрашивание его в белый свет. По мере восстановления внутреннего давления до обычного значения, идет повышение уровня БКП над поверхностью облаков, снижение температуры плазмы на поверхности и изменение ее цвета от белого до красного.

На всем протяжении спуска зонда «Галилео» скорости ветра (восток-запад) были очень велики и достигали 640 км/ч, или 180 м/с. Измерения с «Вояджеров» тоже указывали на высокие скорости ветра, но удивительно, что такие же скорости сохранялись глубоко под облачным слоем. Если на Земле динамика атмосферы и океана определяется притоком энергии от Солнца, то на Юпитере роль Солнца в метеоявлениях невелика. Ветры, превосходящие в несколько раз самые ураганные ветры Земли, порождаются мощными источниками тепла в горячих глубинах планеты, причем это относится почти ко всем планетам-гигантам. Это подтверждает нашу гипотезу.

БКП и другие наиболее крупные стабильные вихри Юпитера – это следы извержений затухающих звезд - «красных карликов», располагающихся на его твердой поверхности в виде жерл, соединяющих их с внутренней общей полостью, где с относительно невысокой скоростью идут термоядерные процессы образования гелия из водорода. Ветры представляют собой извергающиеся из жерл (звезд) спиральные потоки звездного ветра, закручивающиеся с востока на запад вокруг вращающейся твердой каменистой оболочки Юпитера.

Наблюдаемые облака представляют собой плотный пылегазовый слой атмосферы Юпитера, состоящий из смеси выбросов со спиральными потоками звездного ветра из недр красных карликов и опускающихся к нему потоков межпланетной среды.

Извергаемые потоки звездного ветра красных карликов, содержащие частицы пыли, движутся с огромной скоростью и распространяются на большие расстояния. Существование исходящих от Юпитера потоков пыли впервые было обнаружено АМС "Улисс" в 1992 г. и позже подтверждено AMC "Галилео" во время сближения их с Юпитером.

Первая станция обнаружила 11 периодических, узких, коллимированных потоков частиц пыли на расстоянии 2 а.е. (300 млн. км) от Юпитера. На этом же расстоянии в июне 1994 г. они были обнаружены и "Галилео". Очевидно, количество потоков пыли определяется количеством потоков звездного ветра, извергаемых красными карликами в данном направлении. На расстоянии от планеты 180 млн. км пылевой детектор станции фиксировал до 20000 пылевых частиц в сутки. Нормальная частота встречи с частицами межпланетной пыли - одна частица раз в три дня [3].

По нашему мнению, образование пыли происходит в извергающихся из красных карликов потоках звездного ветра под воздействием мощных электрических разрядов (молний).

Мы считаем, что истинные размеры Юпитера и жерл БКП и других вихрей существенно отличаются от принятых в настоящее время, исходя из предположений его газообразной структуры. Видимые размеры и светимость БКП, вихрей и Юпитера, можно сравнить с аналогичными показателями Солнца, наблюдаемого сквозь затянувший небо слой облаков. В этом случае их показатели будут сильно отличаться от их истинного значения.

Учитывая, что вихри имеют форму расширяющегося конуса, то наблюдаемые на поверхности облаков их размеры не соответствуют размерам их жерл на твердой поверхности Юпитера. Также вероятно, что БКП имеет форму вытянутого овала только вследствие искажения изображения на поверхности облаков под воздействием большой скорости их вращения и сильного ветра, дующего вдоль экватора.

Скорее всего ниже этих облаков должен находиться слой прозрачной атмосферы, в которой красные карлики выполняют функции Солнц. Атмосфера Юпитера является крупнейшей атмосферой в Солнечной системе. Она преимущественно состоит из молекул водорода и гелия в пропорциях, близких к тем, что имеют место на Солнце; другие элементы присутствуют в небольших количествах.

Источником образования во Вселенной относительно небольших суперзвезд, на подобие Юпитера, служат сгустки плазмы, извергаемые из звезд в рукава спиральных галактик или в галактические нити. Формирование на их поверхности твердой корки осуществляется за счет обломков твердых частиц, космической пыли, атомов твердых химических элементов и газов солнечного ветра.

На твердой поверхности такой суперзвезды может располагаться значительное количество жерл (звезд), через которые из ее внутренней, общей для всех, полости извергаются в разных направлениях спиральные потоки (вихри) ионизированных частиц (звездный ветер). Такую суперзвезду также можно рассматривать, как относительно небольшое шаровое звездное скопление. Согласно наблюдениям ученых, именно в виде таких скоплений чаще всего наблюдаются «красные карлики».

В нашей Галактике 80% звезд – это красные карлики. Несмотря на то, что они являются самыми распространенными, они самые малоизученные, из-за их низкой светимости. Однако, общие сведения о красных карликах ученым известны. Считается, что звёздный ветер таких звёзд ненамного слабее, чем у Солнца, а звездные вспышки очень мощные [4].

Косвенным подтверждением этого могут служить тысячи снимков закручивающихся вихревых облаков на поверхности в верхних слоях атмосферы Юпитера, сделанные телескопами и космическими аппаратами. Вихри выглядят как крупные красные, белые и коричневые пятна (овалы). Два крупнейших пятна - это Большое красное пятно (БКП) и овал BA - имеют красноватый оттенок. Они, как и большинство других крупных пятен, являются антициклонами. Маленькие антициклоны обычно бывают белыми. Предполагается, что глубина вихрей не превышает нескольких сотен километров.

Антициклоны (сгустки выброшенной из жерл плазмы) на Юпитере всегда яркие, как и в рукавах спиральных галактик, потому, что перемещаются в поверхностном слое зоны и проявляются как белые овалы. Они могут частично двигаться по долготе, вследствие их вращения по спирали поперек потока (зоны), но остаются на той же широте, будучи неспособными покинуть захватившую их зону (разряженную область в центральной части исходящего вихря). Разные антициклоны, расположенные в одной зоне, имеют тенденцию объединяться при сближении друг с другом.

В противоположность антициклонам, юпитерианские циклоны - это компактные тёмные структуры с неправильной формой (твердые конгломераты осколков и пыли в потоке). Наиболее тёмные и обладающие наиболее правильными очертаниями (по форме жерла) циклоны называют коричневыми овалами. Циклоны всегда образуются только в поясах.

Внешний контур вихрей на поверхности облаков, очевидно, представляет собой след выхода звездного ветра затухающих звезд, т.е. «красных карликов», а внутренний - нисходящих в их направлении - потоков межпланетной среды. Светимость более мелких из них в условиях плотной атмосферы Юпитера не просматривается вообще, а их наличие фиксируется только образованием относительно небольших вихрей в верхних слоях атмосферы.

Наличие твердой поверхности у Юпитера подтверждается стабильным расположением жерл наиболее крупных полярных и аналогичных им вихрей, в одном, определенном месте. Известно, что образующиеся на Земле и в воздушном пространстве вихри и торнадо никогда не задерживаются на одном месте, а непрерывно перемещаются, произвольно меняя место расположения вплоть до своего относительно быстрого исчезновения.

БКП со временем становится заметно меньше. Так, с 1996 по 2006 год оно уменьшилось на 15%. Наблюдающееся уменьшение размеров БКП и нестабильное расположение небольших вихрей вызвано постоянно идущим охлаждением Юпитера, увеличением толщины его оболочки (корки), уменьшением диаметра существующих жерл, вплоть до полного исчезновения (затягивания) самых маленьких из них, и, вследствие этого, повышением внутреннего давления.

Это подтверждают последние наблюдения космического телескопа «Хаббл», которые указывают на то, что, начиная 1930-х, когда только началось последовательное наблюдение объекта, его размер мог уменьшиться вдвое. В настоящее время многие исследователи говорят о том, что уменьшение размеров БКП происходит все более и более быстрыми темпами.

До Juno и земные телескопы, и камеры космических аппаратов (АК) могли наблюдать Юпитер лишь от экватора до средних широт, в пределах деления на полосы и зоны с различной скоростью углового вращения. Полярные области планеты оставались недоступными для наблюдения. Juno же проходил перииовий (ближайшая к Юпитеру точка орбиты) в направлении с севера на юг, что позволяло рассмотреть полярные области.

Как выяснилось, северный полюс Юпитера является одновременно центром мощного циклона размером примерно с Землю, вокруг которого плотно и довольно симметрично, примерно через 45°, расположены восемь циклонов меньшего размера - «всего лишь» от 4000 до 4500 км в диаметре. На южном полюсе вместо восьми, вокруг центрального циклона располагаются только пять больших вихрей. Скорость ветра в этих вихрях достигает 350 км/ч [3].

Удивительным для ученых является то, что эти системы циклонов, несмотря на относительно близкое расположение относительно друг друга, долго сохраняют свои размера и не сливаются между собой, а также относительно медленно вращаются вокруг общего для них центра. Все это можно объяснить только расположением их на твердой поверхности.

Согласно данным, полученным космическим аппаратом НАСА "Джуно" (Juno), в приполярных регионах Юпитера встречаются другие гигантские циклоны, которые достигают размера в 4000 и 7000 километров. Они могут иметь белый, коричневый и красный цвет и существовать десятки лет (возможно и дольше). Кстати, некоторые наблюдатели указывают, что симметрично БКП на той же широте в северном полушарии иногда видно такое же по размерам, но слабее выраженное пятно.

Именно наличием значительного количества больших вихрей, расположенных на противоположных сторонах Юпитера, со смещением их относительно оси, объясняется его высокая скорость вращения вокруг оси, под действием реактивной силы извергающихся из них потоков.

Ученые считают, что именно из-за быстрого вращения экваториальный радиус Юпитера (71492 км) больше полярного (66854 км) на 6,49 %.


Согласно нашей гипотезы извержения вулканов и наличия суперзвезд (ГИВиНС), основной причиной этого является постоянное воздействие на Юпитер, в направлении оси его вращения, двух встречных потоков: движущегося со стороны Солнца потока солнечного ветра и опускающегося к нему потока межпланетной среды.

Точный состав БКП неизвестен, поэтому до конца непонятно, что придает ему цвет. По мнению ученых, это могут быть соединения серы и красного фосфора, так как они присутствуют в атмосфере планеты, а градиент цветовой гаммы варьируется от насыщенного красного до почти белого.

Мы считаем, что реальной причиной такого изменения цвета пятен может быть изменение температуры поверхностного слоя плазмы. Красные карлики – звезды холодные. Температура их поверхности находится в пределах от 2000 К до 3800 К и имеет красный цвет. Эффективная температура поверхности Солнца — 5780 К. Поэтому Солнце светит почти белым светом, но прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок, по мнению ученых, из-за более сильного рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли.

На Юпитере наиболее высокая температура (белый цвет) может наблюдаться при сильных выбросах из недр уже существующего вихря (звезды) высокотемпературного сгустка плазмы или потока звездного ветра. В этом случае идет интенсивное перемешивание более высокотемпературных глубинных слоев плазмы с относительно холодным поверхностным слоем, с подогревом его и окрашиванием в белый цвет. При постепенном последующем охлаждении поверхностного слоя цвет пятна меняется от белого к желтому, а потом и красному или коричневому.

Аналогичная последовательность изменения цветов наблюдается при остывании поверхности раскаленного металла.

Так в конце 2005 года вихрь (Овал ВА, англ. Oval BC) начал менять свой цвет, приобретя в конце концов красную окраску, за что получил новое название — Малое красное пятно. Это обусловлено понижением температуры поверхностного слоя плазмы Овала ВА.

В 1938 году было зафиксировано формирование и развитие трёх больших белых овалов вблизи 30° южной широты. Этот процесс сопровождался одновременным формированием ещё нескольких маленьких белых овалов — вихрей. Два из трёх первых белых вихрей-овалов объединились в 1998 году, а в 2000 году возникший новый вихрь слился с оставшимся третьим овалом [3].

Последнее, очевидно, объясняется обратным процессом, поочередного поглощения стационарным вихрем, расположенным на твердой поверхности, выброшенных сгустков плазмы (овалов), вместе с опускающимся к нему внутренним потоком межпланетной среды.

Всю эту, выше приведенную, последовательность можно объяснить выбросом со спиральными потоками из одного или нескольких разных жерл, расположенных на твердой поверхности по окружности Юпитера, примерно на одной широте, больших и маленьких сгустков высокотемпературной плазмы белого цвета.

Учитывая разную скорость извержения таких потоков, они при вращении могут двигаться на разной высоте, поверх друг друга или сливаясь в один общий поток. Установлено, что зоны и пояса разных скоростей вращения атмосферы простираются на глубину примерно 3000 км. При сталкивании сгустков между собой в одном потоке, они могут объединяться, а при сближении их со стационарным вихрем, они могут им поглощаться.

В подтверждение этому можно привести следующие явления [3]:

- в конце февраля 2002 года гигантский вихрь — Белый овал — начал тормозиться Большим красным пятном, и столкновение продолжалось целый месяц. Однако оно не нанесло серьёзного ущерба обоим вихрям, так как соприкосновение потоков, движущихся очевидно на различных высотах, произошло по касательной;

- 9 мая 2010 года астроном-любитель Энтони Уэсли (англ. Anthony Wesley) обнаружил, что с лика планеты внезапно исчезло одно из самых заметных и самых стабильных во времени образований — Южный экваториальный пояс. Именно на широте Южного экваториального пояса расположено Большое красное пятно. Причиной внезапного исчезновения Южного экваториального пояса Юпитера считается появление над ним слоя более светлых облаков, под которыми и скрывается полоса тёмных облаков. По данным исследований, проведённых телескопом «Хаббл», был сделан вывод о том, что пояс не исчез полностью, а просто оказался скрыт под проходящим над ним слоем облаков.

Одной из наиболее загадочных особенностей Юпитерианской атмосферы являются горячие пятна. Это области где воздушные массы относительно свободны от облачности, что позволяет теплу подниматься из глубин не сильно рассеиваясь в облачности. Горячие пятна видны как белые точки в инфракрасном спектре на длине волны в 5 мкм. Преимущественно они расположены в поясах, однако цепочку из таких пятен можно наблюдать на северной окраине экваториальной зоны. Считается, что спускаемый аппарат с Галилео прошёл как раз через одно из этих экваториальных пятен. Каждое экваториальное пятно связано с ярким «пером» облаков, расположенным западнее их и достигающим размеров до 10 000 км. Несмотря на округлую форму, горячие пятна вихрями не являются [3].

Для ученых происхождение горячих пятен остается неясным. По их мнению, они могут быть нисходящими потоками воздушных масс, а быть может это внешние проявления так называемых «планетарных высотных волн», то есть они вызваны глубинными процессами, происходящими под атмосферой. Последнее объяснение подходит больше, потому что объясняет причины периодичности горячих экваториальных пятен.

Мы считаем, что скорее всего такое пятно можно рассматривать как выброс через жерло (красный карлик) из недр Юпитера пузыря, заполненного раскаленным газом, аналогично корональным выбросам на Солнце. Подобно выпущенному снаряду или пузырьку пара в кипящей жидкости, он пронзает плотный слой облаков, разгоняя их в стороны и, достигнув участка с относительно небольшой плотностью, в верхних слоях атмосферы, взрывается (лопается), образует на поверхности светлое пятно горячего газа. Учитывая высокое давление и температуру нижних слоев атмосферы, вблизи твердой поверхности, через, образовавшийся в слое облаков, канал вверх устремляется поток горячего газа и ионизированных частиц, оставляя за собой след в виде яркого «пера» облаков.

Другим вариантом, не исключающим предыдущий, может быть то, что горячие пятна – это сгустки высокотемпературной плазмы, выброшенные из недр Юпитера через жерло одного из красных карликов, расположенного на твердой поверхности. Этим объясняется их преимущественное расположение в поясах, т.е. в высокотемпературных потоках, исходящих от красного карлика.  Попадание их в нисходящие потоки (зоны), движущиеся с запада на восток, т.е. к Юпитеру, объясняет их цикличность, периодическим поглощением их красными карликами. Это напоминает протуберанцы на Солнце, основная доля которых, после выброса на относительно небольшую высоту, возвращается к нему спустя какое-то время.

Исходя из протяженности образующегося следа горячего пятна в виде яркого «пера» облаков, можно предположить, что радиус твердой поверхности Юпитера, в районе экватора, примерно на 10 000 км меньше существующего его значения, как радиуса газового гиганта. Иначе говоря, твердая поверхность Юпитера в районе экватора располагается на 10 000 км ниже поверхности облачного слоя.

Пятна в атмосфере Юпитера зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии, но устойчивые, существующие длительное время имеются почему-то только в Южном [3].

Это, очевидно, объясняется тем, что у Юпитера отсутствует смена времен года, из-за почти вертикального расположения оси вращения. Вследствие этого он, согласно гипотезы извержения вулканов и наличия суперзвезд (ГИВиНС), постоянно повернут к Солнцу южным полушарием, скорость охлаждения которого меньше, чем северного.

Согласно предоставленным зондом Juno данным, ядро Юпитера содержит эквивалент от 11 до 30 земных масс тяжёлых химических элементов (от 3% до 9% массы Юпитера). Мы считаем, что такое содержание у Юпитера тяжелых химических элементов обусловлено в первую очередь не внутренним их содержанием, а наличием у него твердой корки на поверхности, скрытой слоем наблюдаемых облаков.

Другой причиной этого является бомбардировка поверхности Юпитера, в начальный период образования, при небольшой толщине оболочки (корки), крупными каменными осколками или кометами, движущимися с большой скоростью в потоке солнечного ветра или вдоль рукава Ориона, преимущественно в полярном направлении. Пробивая отверстия в поверхности Юпитера и попадая внутрь, они насыщали его тяжелыми металлами и способствовали образованию новых вихрей (особенно в полярных районах), истекающих по спирали из его недр под действием внутреннего давления в различных направлениях, перпендикулярно поверхности в месте его нахождения.

Образование БКП очевидно вызвано попаданием в Юпитер наиболее крупного тела, движущегося со стороны Солнца. Образующиеся осколки от разрушения корки (оболочки) Юпитера, вследствие бомбардировки и внутреннего давления в центре суперзвезды, выбрасывались спиральным потоком звездного ветра наружу и служили зародышами образования большого количества спутников Юпитера. Вращение этих спутников по орбите вокруг наиболее крупных красных карликов осуществляется под действием истекающего из них спирального потока звездного ветра (пояса), в направлении вращения вихря, аналогично планетам Солнечной системы.

Часть спутников Юпитера можно рассматривать как планеты относительно крупных красных карликов (звезд), образовавшихся на его поверхности. Это позволяет легко объяснить большое их количество, разнообразие углов расположения их орбит и многообразие направлений их вращения.

Согласно исследованиям, проведённым в конце 2000 года зондом «Кассини», было установлено, что БКП связано с нисходящими потоками в центральной части вихря (вертикальная циркуляция холодной межпланетной среды); облака здесь выше, а температура ниже, чем в остальных областях.

По нашей гипотезе это объясняется движением к БКП, вращающегося по часовой стрелке холодного спирального потока межпланетной среды. Это обусловлено ее стремлением заполнить разряженное коническое пространство, образующееся в центральной зоне исходящего из БКП высокотемпературного внешнего спирального потока (вихря) звездного ветра, вращающегося с большой скоростью против часовой стрелки. На границе соприкосновения этих встречных потоков образуется большое количество завихрений.

При этом, более высокое давление в центральной части вихря объясняется низкой температурой и высокой плотностью опускающегося потока, а также давлением на него выше расположенных слоев атмосферы Юпитера. При перемещении к жерлу, происходит дополнительное уплотнение его за счет сужения конического пространства и повышения температуры потока в зауженной зоне от излучения красного карлика. Более низкое давление в периферийной области БКП обусловлено разрыхлением находящихся здесь слоев атмосферы, поднимающимся от него к верху с большой скоростью, высокотемпературным потоком звездного ветра.

Согласно полученным данным, глубина БКП составляет не более 500 километров, в то время как окружающие его потоки простираются до глубин, приближающихся к 3 тысячам километров. Это можно объяснить тем, что извергаемые потоки захватываются из глубинных слоев Юпитера, а нисходящие опускаются вглубь, как бы на их место, поэтому они распространяются на большую глубину, чем поверхность пятна, формирующаяся в поверхностном слое.

На основании этих данных, можно предположить, что толщина твердой корки (оболочки) Юпитера составляет ориентировочно около 300-500 километров.

Благодаря исследовательскому аппарату «Юнона», подлетевшему очень близко к БКП, удалось узнать, что с удалением от поверхности температура внутри его возрастает. Астрономы полагают, что активность и само существование этого вихря поддерживается источником тепла, который расположен глубже [3]. Согласно имеющихся данных, температура в центре Юпитера может достигать 100 000 градусов.

Юпитер находится в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, а температура верхних слоёв его атмосферы сопоставима с земными параметрами.  Поскольку Юпитер получает всего около 4% света на квадратный метр от земного, можно было ожидать, что его верхняя атмосфера будет достаточно холодной. Согласно традиционным моделям, ее температура должна быть около -70°C. Но последние измерения показывают, что в верхних слоях атмосферы она превышает 400°C, а в полярных регионах — до 700°C.

Источники внесолнечной энергии, ответственные за дополнительный обогрев, оставались для астрономов неуловимыми. Команда ученых из Великобритании, США и Японии предположила, что это связано с полярным сиянием планеты. Если бы это было так, то на Земле такой эффект, в какой-то мере, тоже наблюдался бы, однако, он отсутствует, что свидетельствует об ошибочности этого предположения.

Юпитер имеет самое сильное полярное сияние в Солнечной системе, которое в 10-30 раз больше, самых сильных сияний, наблюдаемые на Земле.

В отличие от земных полярных сияний, которые обычно окрашены в зелёный или красный цвета, юпитерианские вообще не видны человеческому глазу: они сдвинуты в ультрафиолетовую и рентгеновскую часть спектра. Рентгеновские сияния на северном и южном полюсах Юпитера повторяются каждые 27 минут. Известно, что природными источниками рентгеновского излучения являются Солнце и звезды. Это подтверждает нашу гипотезу, что вихри Юпитера являются потоками звездного ветра красных карликов.

Ученые обнаружили, что высокие температуры начинаются в пределах полярного сияния, и, несмотря на то, что оно занимает менее 10% площади планеты – оно все это нагревает. Они определили, что в самой области полярных сияний атмосферные газы раскаляются до 700° С, а от полюсов ветер постоянно уносит раскаленный газ в сторону экватора, причём иногда этот процесс ещё и изрядно усиливается, вызывая волны и вовсе аномальной жары, исходящие от полюсов.

До сих пор непонятно, откуда на полюсах, особенно северном, берется рентгеновское излучение, если солнечные лучи туда не попадают, а других звезд, по мнению ученых, вблизи нет.

Мы считаем, что причиной наличия высоких температур на полюсах являются находящиеся здесь крупные вихри (красные карлики). Они, располагаются не только на полюсах, но и по остальной поверхности Юпитера и являются источниками извержения из его недр высокотемпературных потоков звездного ветра, обеспечивающих распределение относительно высоких температур в объеме атмосферы. Именно частицы звездного ветра ионизируют атомы и молекулы атмосферы с выделением большого количества тепла и света. Появление волны аномальной жары объясняется залповым выбросом (вспышкой) большого количества звездного ветра.

Смещение раскаленных ионизированных газов к экватору в южном полушарии осуществляется, идущим от Солнца, спиральным потоком солнечного ветра, а в северном – нисходящим спиральным потоком межпланетной среды, идущей к Солнцу.

Также учеными было установлено, что зона аномального тепла соответствовала тем же широте и долготе южного полушария Юпитера, на которых находится БКП. Температура верхних слоёв атмосферы над ним на сотни градусов выше, чем в других местах. Из этого следовало, что загадочная горячая область в верхних слоях атмосферы Юпитера обусловлена излучением тепла именно БКП, что свидетельствует о протекании в его недрах слабых термоядерных реакций, создающих излучение.

Это согласуется с имеющимися литературными данными, что молодые красные карлики невероятно активны и выбрасывают вспышки большой силы и частоты [4]. Это очевидно объясняет указанную выше периодичность рентгеновских сияний в 27 минут. Граница температуры поверхности красных карликов 1200-1400°С, видимо, соответствует минимально возможной для них температуре при существующих условиях.

Ещё одним непонятным явлением можно назвать «горячие тени». Согласно данным радиоизмерений, проведённым в 1960-х годах, в местах, куда на Юпитер падают тени от его спутников, температура заметно повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать.

Это объясняется тем, что поверхностные слои атмосферы Юпитера не нагреваются солнечной энергией, а наоборот, в большей степени интенсивно охлаждаются опускающимся потоком холодной межпланетной среды. Наличие теней свидетельствует о том, что данные места экранированы спутниками от поступления холодных масс. Это способствует их нагреву, исходящими из недр Юпитера потоками (вихрями) звездного ветра, до более высоких температур.

По снимкам, сделанным космическими зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», было установлено, что в центре вихрей наблюдаются колоссальных размеров вспышки молний протяжённостью в тысячи километров. Мощность молний на три порядка превышает земные.

Если учесть, что на Земле температура в зоне разрядки линейной молнии достигает 28 000°С, то вполне возможно, что на Юпитере ее значение в этой зоне соответствует уровню протекания термоядерных реакций и образования легких химических элементов.

По данным зонда «Галилео», вопреки ожиданиям, детектор LRD не зафиксировал расчетного количества молний в атмосфере Юпитера - они отмечаются в 3-10 раз реже, чем за такое же время на Земле. Оптическая часть детектора не отметила вспышек вблизи от зонда, но на радиочастотах были "услышаны" примерно 50000 разрядов. Судя по особенностям радиосигналов, разряды происходили очень далеко (примерно в 10000 км от зонда) и из различных источников, но были намного мощнее земных.

Как известно, на Земле линейные молнии чаще всего возникают между нижней границей облаков и твердой поверхностью. Поскольку зонд, передавая информацию, опустился в глубь только на 156 км и находился в слое облаков атмосферы, удаленность зафиксированных им разрядов соответствует, выше высказанному нами, предположению нахождения твердой поверхности Юпитера примерно на 10 000 км ниже верхнего слоя облаков.

Одной из причин образования молний является разность потенциалов между слоем облаков атмосферы Юпитера, ионизированным поступающими от красных карликов потоками ионизирующих частиц, и заряженной вихревыми потоками его твердой поверхностью или исходящим из жерла потоком ионизированных частиц звездного ветра.

Другой причиной являются вспышки света от выделения энергии ионизации атомов и молекул нижних слоев атмосферы Юпитера ионизирующими частицами звездного ветра, исходящего из красных карликов.

Учитывая большую толщину плотного слоя облаков вокруг Юпитера, а также наличие у него значительного количества излучающих тепло красных карликов, можно предположить наличие достаточно высоких температур на его твердой поверхности и в прилегающем к ней слое атмосферы. Наблюдаемые молнии являются дополнительным источником тепла для их подогрева.

Известно, что пылевые бури являются «генераторами» атмосферного электричества, величина которого, учитывая наличие большого количества мощных (высокоскоростных) ветров и ураганов на Юпитере, может быть очень значительной.

Кроме того, наибольший вклад в электризацию атмосферы вносят облака и осадки. Облака могут быть заряжены положительно в верхней части и отрицательно в нижней, но могут иметь и противоположную полярность, а также преимущественный заряд одного знака. При почти всех перечисленных явлениях электризация может проявляться весьма бурно и привести к образованию мощных молний. Электризация слоя облаков растет по мере увеличения его толщины и усиления осадков из него. Если в условиях Земли сила токов, текущих в самих облаках, в 10—100 раз больше силы токов, притекающих к Земле, то на Юпитере она должна превышать эту величину на несколько порядков.

Результаты атмосферного зонда "Галилео", вопреки ожиданиям, в очередной раз поставили перед учеными наиболее трудную загадку по объяснению очень низкого содержания воды в атмосфере Юпитера.

По данным "Вояджеров" и измерениям, выполненным во время падения кометы SL9 на Юпитер, считалось, что количество воды здесь равно или даже больше, чем количество "солнечной". Однако, измеренные концентрации кислорода показали, что соответствующие уровни воды оказались в пределах 0,1-0,2 от солнечного. Эти данные считаются надежно установленными, так как подтверждаются данными пяти приборов зонда. Почти полное отсутствие облаков и низкая относительная частота молний хорошо стыкуется с сухой атмосферой. Закономерным является вопрос, а где же в таком случае вода согласно данным "Вояджеров".

По нашему мнению, ошибка была допущена при измерениях, во время падения кометы SL9. Известно, что кометы состоят изо льда, замёрзших газов и пыли, которые, нагреваясь при высоких температурах, интенсивно испаряются. Отсутствие точных данных об уровне температур в верхних слоях атмосферы могло явиться причиной такой ошибки. Другой причиной является, установленная в последнее время, высокая неоднородность состава атмосферы Юпитера, в зависимости от расположения места проведения замера. Если спуск зонда производился в зоне горячего пятна, то низкое содержание воды можно объяснить наличием в этой зоне высоких температур.

Молнии Юпитера похожи на земные, а вот в части географического распределения картина оказалась противоположной. Земные грозы наиболее интенсивны в тропиках, характеризующихся относительно стабильным и высоким уровнем влажности и температур, обеспечивающих подъем вверх теплого влажного воздуха. На Юпитере более благоприятные условия находятся в полярных районах. 

По нашему мнению, наличие здесь скопления мощных циклонов, способствует высокой ионизация атмосферного слоя, вызывающей большое количество электрических разрядов с частотой до четырех в секунду.

Для ученых нерешенным остается вопрос, почему большая часть разрядов регистрируется над северной полярной областью. Впрочем, это не единственный пример асимметрии планеты. Это объясняется очевидно расположением здесь большего количества мощных циклонов.

Согласно ГИВиНС, северная полярная область Юпитера постоянно находится от Солнца в теневой стороне, а, наличие здесь большого числа крупных циклонов, способствует поступлению в эту область значительного количества холодных потоков межпланетной среды. Взаимодействие этих холодных потоков с теплыми слоями атмосферы сопровождается конденсацией водяных паров, а наличие мощных потоков звездного ветра приводит к сильной ионизации слоев атмосферы. Так напряжённость магнитного поля на уровне видимой поверхности облаков у северного полюса равна 14 Э, а у южного 10,7 Э. Поэтому, вероятность грозовых разрядов над северной полярной областью значительно выше. Так же, очевидно, в полярных районах содержание водяных паров будет выше, чем в экваториальных.

Удары молнии на Юпитере в целом более мощные, чем на Земле.    Каждые 15-17 лет на Юпитере начинается особо мощный период грозовой активности. Она, в основном, проявляется на широте 23° северной широты, где расположена самая сильная восточно-направленная струя.

Возможно, для красных карликов эта периодичность является аналогией цикличности смены активности для Солнца.

В последний раз такое наблюдалось в июне 2007 года. Любопытно, что две грозы, обособленно располагавшиеся на долготе 55° в Северном умеренном поясе, оказали на пояс значительное влияние. Материя тёмного цвета, созданная грозами, смешалась с облачностью пояса и переменила его окрас. Грозы двигались на скорости примерно в 170 м/с, даже чуть быстрее самой струи, что косвенно свидетельствует о существовании ещё более сильных ветров в глубинных слоях атмосферы [3].

По нашему мнению, скорее всего при свете мощных молний сквозь слой атмосферы удалось рассмотреть более темную твердую поверхность Юпитера.

Вихревые образования вроде пятен голубого и коричневого оттенков наблюдались не только в устойчивых поясах и зонах, но и в полярных районах Юпитера. Здесь характерный вид облачного слоя представляет светло-коричневое (цвет ионизации гелия) поле с темными и светлыми коричневыми и голубоватыми пятнами. Кажущийся хаос пятен все же подчиняется общей закономерности циркуляции, причем определяющую роль играют движения в глубине атмосферы.

По нашему мнению, т.к. на полюсах облака раздуваются спиральными потоками звездного ветра и межпланетной среды, а полосы отсутствуют, то общая толщина слоя атмосферы над твердой поверхностью здесь существенно меньше, чем в экваториальной зоне. Поэтому здесь можно увидеть нижние слои атмосферы (голубое) и твердую поверхность Юпитера (коричневое).

Дочерние голубые пятна, возможно, наблюдаются сквозь разрывы облачного слоя. Однако часто разрывы бывают не связаны с пятнами, и сквозь них видны более низкие облачные слои, по нашему мнению, наверно приповерхностного слоя атмосферы. Серия подобных разрывов наблюдалась вдоль границы Северного экваториального пояса. Разрывы существуют довольно долго, по нескольку лет. Мы считаем, что это может соответствовать периоду максимальной активности большого красного карлика, находящегося в этой зоне. Наблюдение голубых пятен сквозь разрывы облачного слоя могут свидетельствовать о наличии в нижних слоях атмосферы Юпитера скоплений кислорода, как наиболее тяжелого газа по сравнению с водородом и гелием.

 О том, что это именно разрывы, свидетельствует повышенный поток тепла от этих мест. С глубиной температура быстро возрастает. Уже на уровне давления 2 бар она составляет примерно 210 К, а радиоизлучение, приходящее с больших глубин, свидетельствует о более высокой температуре. По расчетам, на глубине 300 км (по-нашему примерно соответствует нижней границы верхнего слоя облаков) атмосфера Юпитера так же горяча, как и атмосфера Венеры у ее поверхности (около 730 К).

Юпитер – одна из тех планет, цвет которой однозначно назвать невозможно. Дело в том, что он является «полосатой» планетой. Существует ряд версий, объясняющих происхождение полос. Так, по одной из них, полосы возникали в результате явления конвекции в атмосфере планеты-гиганта — за счёт подогрева и, как следствие, поднятия одних слоёв и охлаждения, и опускания вниз других. Весной 2010 года учёными была выдвинута гипотеза, согласно которой полосы на Юпитере возникли в результате воздействия его спутников. Предполагается, что под влиянием притяжения спутников на Юпитере сформировались своеобразные «столбы» вещества, которые, вращаясь, и сформировали полосы [3].

Полосы являются характерной особенностью внешнего облика Юпитера. Видимая поверхность его делится на множество полос параллельных экватору. В основном выделяются два типа полос: относительно светлые зоны и затемнённые пояса. Разница в окрасе между зонами и поясами заключается в различиях между непрозрачностью облаков.

Точная природа веществ, которые делают зоны и пояса Юпитера такими «красочными», неизвестна. По мнению ученых они могут включать сложные соединения серы, фосфора и углерода. Юпитерианские пояса граничат с зональными атмосферными потоками (ветрами), которые называют «струями». Струи, движущиеся в западном направлении (ретроградное движение), обычно наблюдаются при переходе из зон в пояса (дальше от экватора), тогда как движущиеся в восточном направлении (нормальное движение) - при переходе из поясов в зоны.

Вообще в окрасе Юпитера преобладают оранжевые оттенки, поэтому в первом приближении его можно считать оранжевой планетой. При этом есть множество оттенков от коричневого до желтого цветов. Однако на Юпитере можно также увидеть и многочисленные белые полосы, и пятна. Окрас планеты постоянно меняется, так как мы наблюдаем постоянные шторма в атмосфере Юпитера.

Природа соединений, окрашивающих атмосферу, является еще одним предметом активных исследований. Атмосфера Юпитера, в основном, состоит из прозрачных и бесцветных водорода и гелия, однако эти газы не могут создавать золотистые и коричневые цвета. Предполагается, что это могут быть небольшие количества серы и углерода, измененных солнечным светом.

По-нашему мнению, наличие незначительного содержания примесей в атмосфере Юпитера не в состоянии обеспечить такую неоднородность и большие объемы цветных участков, вращающихся вокруг него в опоясывающих полосах. Различные оттенки цветов в поясах, окутывающих Юпитер, скорее всего, объясняются различной степенью ионизации их участков спиральным потоком ионизирующих частиц, исходящих из недр Юпитера.

Цвет энергии ионизации зависит от вида, состава и плотности смеси этих частиц. Этим объясняется неоднородный цвет поясов. Участки завихрений на границе соприкосновения встречных потоков характеризуются существенной разницей плотности отдельных их участков, а, следовательно, цветом от ионизации. Известно, что при прохождении электрического тока (потока электронов) через слой гелия, он светится светло-персиковым цветом.

Зонд «Галилео» обнаружил, что ветры на Юпитере простираются значительно ниже уровня облаков (5—7 бар) и нет признаков их исчезновения вплоть до уровня 22 бар, а значит циркуляция атмосферы Юпитера может на самом деле быть глубокой.

До настоящего времени нет всесторонней теории динамики атмосферы Юпитера. Такая теория должна объяснять:

1 - происхождение и устойчивость крупных вихрей, например, Большого красного пятна;

2 - разницу между поясами и зонами;

3 - существование узких устойчивых полос и потоков, симметричных относительно экватора;

4 - мощный экваториальный поток с запада на восток (в направлении вращения планеты).

Мы считаем, что:

1. Юпитер, представляет собой шаровое звездное скопление красных карликов, т.е. полую сферу с твердой поверхностью, внутри которой, при относительно высоких давлении и температуре, протекают с небольшой скоростью термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Все крупные и устойчивые вихри представляют собой спиральные потоки звездного ветра, вращающиеся против часовой стрелки и извергаемые вдоль стенок жерл вулканов (красных карликов). Жерла вулканов (вихрей) расположены на твердой поверхности (корке) Юпитера и соединяют их с его внутренней частью.

Наличие твердой поверхности и постоянного давления внутри Юпитера обеспечивают таким вихрям длительную устойчивость и постоянство расположения на одном и том же месте.

2. Пояса – это высокотемпературные восходящие потоки продуктов извержения красных карликов. Они имеют форму расширяющегося к верху конуса (воронки), аналогично смерчу (торнадо). Возникающее внутри воронки разряжение, способствует образованию встречного, нисходящего потока (зоны) холодной межпланетной среды. Внутренний поток вращается по спирали в противоположном направлении по сравнению с внешним.

Пояса представляют собой поток исходящей от красного карлика смеси небольшого количества частиц пыли и высокоэнергичных частиц звездного ветра, которые в состоянии произвести ионизацию атомов и молекул газообразных и пылевидных частиц.

Зоны – это спиральные потоки холодной межпланетной среды, вращающиеся по часовой стрелке и опускающиеся к красному карлику по внутренней разряженной полости конической формы. Обладая низкой энергией, они практически не производят ионизации частиц атмосферы и, поэтому, имеют относительно светлый цвет.

Летом 2007 года телескоп «Хаббл» зафиксировал резкие изменения в атмосфере Юпитера. Отдельные зоны в атмосфере к северу и югу от экватора превратились в пояса, а пояса — в зоны. При этом изменились не только формы атмосферных образований, но и их цвет. Объяснений этому нет.

Мы считаем, что это, очевидно, произошло за счет залпового выброса из недр, находящихся в этих местах красных карликов, большого количества звездного ветра. Вследствие высокой температуры, извергшихся глубинных потоков звездного ветра, пояса окрасились в белый цвет. Зоны же нисходящих потоков межпланетного вещества, под воздействием большого количества высокоэнергичных частиц звездного ветра, подверглись ионизации и окрасились в цвета поясов.

3. Высокая скорость вращения Юпитера вокруг своей оси способствует вытягиванию и закручиванию исходящих от него продуктов извержения (поясов) в узкие, а нисходящих к нему внутренних потоков межпланетной среды (зон) в более широкие полосы, располагая их параллельно экватору.

При закручивании исходящего из красного карлика потока (пояса), его слой, движущийся по поверхности зонального потока, растягивается в тонкую пленку. Концентрация ионизирующих частиц звездного ветра в ней, вследствие этого, уменьшается. Производимая ими ионизация поверхности нисходящего потока (зоны) имеет незначительную величину и может наблюдаться на ней в виде прозрачной пелены.

Ширина таких полос и скорость движения в них потоков, в сою очередь определяется диаметром жерла вихря на твердой поверхности Юпитера. Чем больше диаметр, тем шире, образующаяся полоса и ниже скорость потока.

Полосы вихрей аналогичны по структуре рукавам спиральных галактик. Однако, учитывая небольшое избыточное давление во внутренней полости Юпитера и высокую скорость его вращения вокруг своей оси, эти рукава имеют близкую к цилиндрической форму, располагаются параллельно экватору и находятся на относительно небольшом удалении от его поверхности.

При наблюдении со стороны они кажутся полосами. Исходящие из красного карлика высокотемпературные потоки (пояса), удаляются от жерла и перемещаются в западном направлении. Потоки холодной межпланетной среды (зоны), расположенные выше зоны облаков, движутся к красному карлику в восточном направлении. На границах соприкосновения встречных потоков образуются завихрения, наблюдающиеся в виде узоров различной тональности.

Подтверждением этому служат результаты наблюдений, согласно которым облака, образующие зоны (полосы), располагаются на более высоком уровне (примерно на 20 км). Располагающиеся ниже тёмные облака поясов имеют более высокую температуру. Вследствие увлечения этих структур Юпитером при вращении за собой они представляют области нисходящих к нему потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера, а их след наблюдается в виде параллельных экватору полос разной ширины.

На Юпитере наибольшие скорости ветра зарегистрированы вдоль границ полос. Это объясняется противоположным направлением движения потоков в этом месте. В поясах и зонах атмосферы Юпитера чередуются западные и восточные потоки, которые разделяются областями сдвига.

Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. На границах, движущихся с различной скоростью, поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводит к образованию многочисленных вихревых структур.

4. Мощный экваториальный поток с запада на восток (в направлении вращения планеты) образуется вследствие взаимодействия, исходящего от Солнца потока солнечного ветра, вращающегося по конической спирали против часовой стрелки, и, опускающегося ему навстречу, по внутренней воронке разряжения, потока межпланетной среды, вращающейся по часовой стрелке. При обтекании Юпитера (с учетом атмосферы), в районе экватора формируется область взаимодействия этих двух соосных встречных сверхзвуковых разряженных потоков.

При столкновении, они образуют в районе экватора вращающуюся вокруг планеты зону завихрения потоков и веерного расширения смеси в направлении от планеты. Это способствует созданию в районе экватора области пониженного давления. Под воздействием этого потока, орбита расположения наиболее больших и близких к Юпитеру спутников располагается в месте их стыковки, на линии экватора.

Учитывая большую силу воздействия внешнего потока, движущегося от Солнца, характер вращение зоны, совпадает с направлением существующего движения атмосферы (вращения) Юпитера. Это приводит к образованию мощного, движущегося с запада на восток (в направлении вращения планеты), экваториального потока, движущегося со скоростью до 140 м/с, который наблюдается в виде широкой полосы. Этот ветер разгоняет облака плотного верхнего слоя Юпитера, образуя в этих местах тонкий слой внешних облаков, через которые можно видеть более тёплые внутренние области его атмосферы.

На 15-18 градусах северной и южной широт направление потоков газа меняется на обратное, где достигает скорости 50-60 м/с. В дальнейшем атмосферные течения прямого и обратного направления (пояса и зоны) несколько раз сменяют друг друга, а скорость ветра в них уменьшается с увеличением широты. В приполярных широтах зональная скорость ветра близка к нулю.

Астрономы обнаружили, что в самой области никогда не затухающих полярных сияний атмосферные газы раскаляются до 700° С. Мы считаем, что это обусловлено высокой температурой потоков, извергающихся из расположенных здесь крупных циклонов (красных карликов). Под действием солнечного ветра и нисходящего потока межпланетной среды раскаленный газ постоянно уносится от полюсов в сторону экватора. Иногда, очевидно, во время выбросов из красных карликов этот процесс ещё и изрядно усиливается, вызывая волны и вовсе аномальной жары, исходящие от полюсов.

В специальном выпуске Nature за 8 марта 2018 г. команда Гийо называет нижней границей зональных потоков глубину от 2000 км до 3500 км. Ниже ее дифференциальное вращение ослабевает по крайней мере на порядок, и планета начинает вращаться в первом приближении как твердое тело [3].

Масса динамической атмосферы Юпитера, расположенной выше этой границы, оценивается в 1% от общей массы планеты, что оказалось значительно больше, чем предполагалось ранее. На Земле, кстати, атмосфера составляет лишь одну миллионную часть от массы всей планеты.

Эта разница в первую очередь обусловлена повышением плотности атмосферы Юпитера за счет уплотнения стенок вихрей, увлечения ими пыли с поверхности и извержения ими из недр большого количества солнечного ветра, движущегося с относительно невысокой скоростью и располагающегося на небольшом удалении от него.

Юпитер, как и Земля, обладает радиационными поясами. Обнаружена новая радиационная зона вокруг Юпитера, расположенная над атмосферой вблизи экватора. Зона находится внутри ранее известных радиационных поясов Юпитера. Радиационный пояс — это название области, где концентрируются высокоэнергичные заряженные частицы — в основном электроны и протоны. Их потоки в поясах Юпитера на 2 порядка больше, чем около Земли. Кроме того, в отличие от Земли, в радиационных поясах Юпитера имеются значительные потоки электронов очень высоких «релятивистских» энергий, то есть летящих со скоростью близкой к скорости света, вплоть до 100 мега электронвольт.

Это обусловлено потоками звездного ветра, исходящими из наиболее крупных красных карликов, расположенных вблизи экваториальной зоны, смещением ионизированных частиц атмосферы из полярных районов в зону экватора, а также наличием ионизированных межпланетных частиц и вулканических выбросов спутников Юпитера.

Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной. Среди спутников Юпитера существует закономерность: чем дальше спутник от планеты, тем меньше его плотность (у Ио — 3,53 г/см;, Европы — 2,99 г/см;, Ганимеда — 1,94 г/см;, Каллисто — 1,83 г/см;).

Это соответствует нашей гипотезе и объясняется воздействием на них зоны веерного расширения, образующейся в районе экватора от столкновения обтекающих Юпитер спиральных потоков солнечного ветра и движущейся ему навстречу межпланетной среды. Они располагаются в зоне мощного экваториального потока Юпитера. Положение орбиты спутников (удаленность) от планеты определяется уравновешиванием воздействия на них силы веерного расширения, направленной от планеты, с центростремительной силой зоны разрежения, направленной в сторону планеты.

Остальные спутники намного меньше и представляют собой скалистые тела неправильной формы, которые, как мы уже отмечали выше, очевидно, представляют собой осколки твердой оболочки (корки) Юпитера. Некоторые из них, в отличии от крупных спутников, обращаются в обратном направлении (ретроградное движение) и характеризуются значительным эксцентриситетом и наклоном орбит к плоскости экватора планеты. Особенности такого движения спутников раскрыты нами в специальной статье [5].

Часть спутников обращается не только вокруг Юпитера, но и внутри наиболее крупных вихрей. Они очевидно образовались при бомбардировке Юпитера космическими телами и вращаются по внутренней поверхности мощного спирального потока звездного ветра, извергающегося из красного карлика, расположенного на его твердой поверхности. Такой характер движения присущ планетам Солнечной системы. Исходя из этого, можно предположить наличие более крупных спутников-планет, с повышенной плотностью внутри облачного слоя Юпитера или даже ниже его, вращающихся вокруг наиболее крупного красного карлика, наподобие БКП.

В настоящее время считается, что наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным: низкая концентрация воды в атмосфере, отсутствие твёрдой поверхности и т.д. Однако, ещё в 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака. Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки, и возможность, по крайней мере, химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому [3].

Существует мнение ученых, что внеземную жизнь стоит искать на планетах у небольших и довольно холодных звезд — красных карликов. Зона обитаемости у красных карликов с их невысокой температурой находится ближе к звезде, а жизненный цикл красных карликов в сотни раз длиннее, чем у желтых карликов (Солнца в частности). Если на какой-нибудь планете возле красного карлика возникла простейшая жизнь, то вероятность, что она разовьётся во что-нибудь интересное, несравненно выше, чем у таких сравнительно недолговечных звёзд, как Солнце. Это связано с тем, что для развития высокоорганизованной жизни требуются миллиарды лет [4].

Одной из постоянных тем дискуссий является возможность появления жизни в атмосфере планеты. Мощнейшие электрические разряды и умеренные температурные показатели могут способствовать формированию сложных органических соединений под плотным слоем облаков. Если отбросить существующее, по-нашему мнению ошибочное, представление о жидком состоянии поверхности и минимальном содержании воды, то исследование нижних подоблачных слоев атмосферы Юпитера вполне заслуживает внимания.

Поскольку красные карлики довольно тусклые, то орбита пригодной для жизни планеты должна находиться ближе к звезде. Однако, так как красные карлики значительно активнее Солнца, то их мощные вспышки могут оказаться губительными для возможной жизни. Впрочем, защитных свойств мощной атмосферы Юпитера может оказаться вполне достаточно [4].

Таким образом, приведена гипотеза разгадки не находящих ответа у ученых загадок Юпитера, возникших в процессе наблюдения за ним с помощью телескопов и космических аппаратов [3].

ЛИТЕРАТУРА

1 Юпитер. [Электронный ресурс]. – URL: https://aboutspacejornal.net [дата обращения 05.01.2023].

2 Виталий Чепак. Испепеляли ли нашу Землю три Солнца сразу? [Электронный ресурс]. – URL: [дата обращения 31.12.2022].

3 Юпитер. [Электронный ресурс]. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki [дата обращения 18.12.2022].

4 Красный карлик дарит жизнь. [Электронный ресурс]. – URL: https://www.gazeta.ru/science/2013/02/07_a_4956525.shtml [дата обращения 07.01.2023].

5 Кузнецов А. И., Кузнецов А. Р. Орбиты и направление движения спутников. //Материалы Международной научной конференции «ХХII Сатпаевские чтения». – Павлодар, 2022. – Т. 6. – С. 49–54.