Юпитер оказался меньше и сплюснутее, чем считалось последние 50 лет

Новое исследование показало, что Юпитер немного меньше и более сплюснут, чем ученые считали на протяжении десятилетий.

Исследователи использовали радиоданные космического аппарата «Юнона» для уточнения измерений крупнейшей планеты Солнечной системы. Хотя различия между текущими и предыдущими измерениями невелики, они улучшают модели внутреннего строения Юпитера и других подобных газовых гигантов за пределами Солнечной системы, сообщила команда 2 февраля в журнале Nature Astronomy.

«Учебники потребуют обновления, — заявил в пресс-релизе соавтор исследования Йохай Каспи, планетолог из Института науки Вейцмана в Израиле. — Размер Юпитера, конечно, не изменился, но изменился способ его измерения».

До сих пор понимание учеными размера и формы Юпитера основывалось на шести измерениях, выполненных миссиями «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Пионер-10» и «Пионер-11». Эти измерения, которые с тех пор были приняты в качестве стандарта, были выполнены около 50 лет назад с использованием радиолучей.

Однако миссия «Юнона», которая собирает данные о Юпитере и его спутниках с момента прибытия к газовому гиганту в 2016 году, за последние два года накопила гораздо больше таких радиоданных. С этими дополнительными данными исследователи теперь уточнили измерения размера Юпитера с точностью до примерно 400 метров по каждому направлению.

«Просто зная расстояние до Юпитера и наблюдая за его вращением, можно определить его размер и форму, — сказал Каспи. — Но для проведения действительно точных измерений требуются более сложные методы».

Искривление сигнала

В новом исследовании ученые отслеживали, как радиосигналы от «Юноны» к Земле изгибались при прохождении через атмосферу Юпитера, прежде чем полностью прерваться, когда планета блокировала сигнал. Эти измерения позволили команде учесть ветра Юпитера, которые слегка изменяют форму газообразной планеты. Затем они использовали эту информацию для точного расчета формы и размера планеты.

На основе новых данных команда рассчитала, что радиус планеты от полюса до центра составляет 66 842 км — на 12 км меньше, чем по предыдущим измерениям. Вновь рассчитанный радиус на экваторе составляет 71 488 км — на 4 км меньше, чем считалось ранее.

«Эти несколько километров имеют значение, — заявил в пресс-релизе соавтор исследования Эли Галанти, эксперт по газовым гигантам из Института науки Вейцмана. — Небольшое смещение радиуса позволяет нашим моделям внутреннего строения Юпитера гораздо лучше соответствовать как данным о гравитации, так и атмосферным измерениям».

Обновленные измерения улучшат наше понимание внутреннего строения Юпитера, а также помогут ученым интерпретировать данные о газовых гигантах за пределами Солнечной системы, написали исследователи в работе.

«Это исследование помогает нам понять, как формируются и эволюционируют планеты, — сказал Каспи в заявлении. — Юпитер, вероятно, был первой планетой, сформировавшейся в Солнечной системе, и, изучая процессы внутри него, мы приближаемся к пониманию того, как возникла Солнечная система и такие планеты, как наша».

Уточненные параметры Юпитера играют решающую роль в проверке уравнений состояния — сложных математических моделей, описывающих связь между давлением, плотностью и температурой в недрах планеты. Малейшие изменения в радиусе могут указывать на различия в распределении массы, составе ядра или силе вращательного сжатия. Эти данные также служат критически важным эталоном для изучения тысяч экзопланет класса «горячий юпитер», открытых телескопами вроде «Кеплера» и TESS. Точное знание свойств нашего собственного газового гиганта позволяет ученым делать более обоснованные выводы о составе, структуре и формировании его далеких собратьев. Таким образом, каждый километр, уточненный «Юноной», вносит вклад не только в планетологию Солнечной системы, но и в наше понимание галактической популяции планет.