Уже давно ученые пытались понять, откуда в верхних слоях атмосферы Юпитера взялась вода, но тщетно. Загадку не так давно смогла разрешить Космическая обсерватория Herschel Европейского космического агентства (ЕКА). Оказалось, что всему виной столкновение с планетой кометы Шумейкеров-Леви 9, которое произошло почти 20 лет назад — в июле 1994 года.
Юпитер — самая крупная планета в Солнечной системе. Его масса вдвое превышает массу всех остальных планет нашей системы, вместе взятых. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном его относят к классу газовых гигантов. Во время великих противостояний Юпитер виден невооруженным глазом и является одним из самых ярких объектов на небе после Луны и Венеры. Эта планета была известна людям еще в глубокой древности: о ней упоминается в месопотамских, вавилонских, греческих и прочих мифах.
Хотя давление и температура в недрах Юпитера достигают больших величин, атмосфера даже в нижних слоях планеты обычно не прогревается выше -100 градусов по Цельсию. Недаром некоторые аналогичные по размерам планеты, обнаруженные в других звездных системах, назвали "горячими Юпитерами".
С началом эры астрономических наблюдений не раз предпринимались попытки исследовать Юпитер при помощи наземных телескопов, а с 1970-х годов НАСА направило туда восемь межпланетных аппаратов. Оказалось, что колоссальная сила тяжести Юпитера сжимает большую часть входящего в его состав водорода в металлическую жидкость, которая проводит электричество. Понятно, что в такой ситуации трудно ожидать появления на планете собственных водных запасов.
Читайте также: "Юнона" выяснит, куда "муж" спрятал воду
Ученые выяснили, что в ходе столкновения, приключившегося в 1994 году, комета Шумейкеров-Леви распалась на 21 фрагмент, которые, врезавшись в южное полушарие Юпитера, оставили в его атмосфере темные следы, наблюдавшиеся в течение нескольких недель. Это событие впервые позволило астрономам напрямую наблюдать, как сталкиваются внеземные объекты в Солнечной системе. Профессионалы и любители вели наблюдения при помощи наземных телескопов и космического телескопа Hubble.
В 1995 году ЕКА запустило инфракрасную космическую обсерваторию, которая и зафиксировала наличие воды в верхних слоях юпитерианской атмосферы. Хотя специалисты и предполагали, что "повинна" в этом комета, прямых доказательств не было.
Исследователям пришлось исключить возможность проникновения воды в стратосферу из глубоких внутренних атмосферных слоев, поскольку водяные пары не смогли бы преодолеть холодный слой, отделяющий стратосферу от облаков тропосферы. Следовательно, попасть в стратосферу Юпитера вода могла лишь из какого-то внешнего источника.
Прошло более 15 лет прежде, чем данные, полученные от Herschel, позволили составить карту распределения воды в юпитерианской атмосфере. Выяснилось, что количество воды в южном полушарии в два-три раза превышает таковое в северном, а максимальная концентрация влаги наблюдается как раз вокруг мест соударений планеты с кометой Шумейкеров-Леви, приключившихся в 1994 году. Помимо этого, вся вода оказалась сосредоточена на больших высотах.
Правда, остается еще альтернатива, связанная с падающим на Юпитер дождем из мелких частиц межпланетной пыли. Но тогда распределение воды по всей планете должно быть равномерным, к тому же, вода должна была оказаться на большей глубине, чем сейчас.
Еще как вариант можно рассматривать гипотезу о том, что вода могла оказаться на планете в результате испарения с одного из спутников, покрытых коркой льда: так происходит, например, с Энцеладом — спутником Сатурна. Однако расположение крупных спутников Юпитера таково, что вода с них не могла бы оказаться в тех местах, где она обнаружена. По мнению астрономов, не менее 95 процентов воды, находящейся сейчас в стратосфере Юпитера, доставила сюда именно комета.
Кстати, достаточно велика и вероятность того, что к нам на Землю вода тоже попала вместе с кометами. Не так давно та же обсерватория Herschel провела исследования кометы Hartley 2, которая год назад сближалась с Землей на расстояние около 18 миллионов километров. Оказалось, что соотношение дейтерия, тяжелого изотопа водорода и обычного водорода в ледяном ядре кометы очень близко к земным океанам.
Читайте также: Воду на Землю доставили кометы
Астрофизики полагают, что это обстоятельство поможет нам составить более четкое представление о динамической эволюции Солнечной системы на заре ее существования.
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"