Вращение и течения в ядре из металлического водорода генерируют магнитное поле Юпитера, подобно тому как это происходит в земных недрах. Но поле Юпитера в 4000 раз сильнее земного. В грубом приближении оно соответствует полю магнита, смещенного на 10 тысяч км от центра планеты и наклоненного к ее оси под углом 11 градусов. При вращении планеты магнитное поле также вращается, модулируя радиоизлучение околоюпитерианской плазмы на удалении по крайней мере до 20 радиусов Юпитера. Плазма, или газ заряженных частиц, захваченная и удерживаемая магнитным полем, вращается вместе с ним подобно исполинской карусели.
Атмосфера Юпитера содержит некоторые количества воды, а также аммиака, метана и других органических соединений. Астрономы предполагали, что там существуют 3 слоя облаков, удаленных друг от друга по высоте приблизительно на 30 км. Самый низкий слой состоит из водяного льда или капелек воды, следующий — из кристаллов соединения аммиака и сероводорода и самый верхний — из аммиачного льда. Из наблюдаемых облаков синие являются самыми теплыми и находятся на самых низких высотах. Коричневые, белые и красные облака располагаются гораздо выше. Полагают, что эти оттенки определяются свойствами серы, фосфора и органических соединений, окрашивающих облака. Окраска может быть следствием влияния заряженных частиц, быстрого вертикального перемешивания атмосферы или разрядов молний. Два космических корабля «Вояджер-1, -2»пролетели мимо Юпитера в 1979 г. Они наблюдали мощные молнии в сотни километров длиной, а также северное сияние на ночной стороне Юпитера.
Ветры на Юпитере формируют пояса облаков, перемещающиеся параллельно экватору — некоторые на восток, другие на запад. Скорость ветров меняется с широтой и составляет десятки метров в секунду относительно вращающегося магнитного поля, то есть недр планеты. Эти полосы хорошо видны с Земли даже в небольшие телескопы как желтые, коричневые и белесые ленты. В одних поясах из глубин атмосферы всплывают нагретые массы газов, в других же полосах остывший газ погружается вглубь планеты.
Погода на Юпитере во многом все еще остается загадкой. По неизвестной причине там возникают гигантские вихри или бури, одни из которых продолжаются только несколько дней, другие — значительно более длинный промежуток времени. Большие вихри, как, например, долгоживущие белые пятна или Большое Красное Пятно, размером превосходящее Землю, прокручиваются подобно колесам между соседними поясами облаков, движущимися с различными скоростями ураганных ветров.
Большое Красное Пятно — это красный вихрь эллиптической формы на диске Юпитера. Оно наблюдается с XVII столетия, когда Пятно было независимо открыто Р. Гуком и Дж. Кассини. Находящееся на 22-градусной южной параллели, это образование простирается на 40 тысяч км с востока на запад и на 13 тысяч км с севера на юг. Цвет Пятна и его яркость изменяются очень сильно: то оно становится иногда почти невидимым желтым овалом, то — бросается в глаза как красно-розовая отметина. Пятно не остается все время на одном месте, а медленно колеблется около своего среднего положения. Космическая станция « Галилей» недавно передала на Землю его детальные снимки, отлично демонстрирующие вихревую природу этого образования.
Тайны Соляриса
Подобно разумному океану далекой планеты, придуманному С. Лемом, облачный океан Юпитера тоже показывает странные вещи. И порой настолько удивительные, что современная научно-популярная литература предпочитает о них помалкивать.
Например, видный астроном XIX века Дж. Саут (его именем назван кратер на Луне) 3 июня 1839 г. увидел на Юпитере громадное пятно поперечником в четверть диаметра планеты. По размеру оно превосходило даже Красное. И только наблюдатель приготовился измерить и зарисовать рекордсмена, как прямо на глазах оно стало светлеть в центре и почти исчезло за каких-то 34 минуты. Обычно, чем крупнее образование, тем дольше оно видно. Так, более скромное Красное Пятно существует уже не менее 330 лет. Дж. Стаут же видел, как уже через 34 минуты «жалкие откосы были единственными остатками пятна, которое за несколько минут до этого простиралось по меньшей мере на 20 000 миль». Нечто подобное видел и Г.С. Швабе.
Возможно, то были разбегающиеся волны от каких-то взрывов в таинственных глубинах юпитерианской атмосферы. А таковые там возможны. Огромные облака, превосходящие порой нашу Землю, непрерывно электризуются восходящими потоками воздушных масс. Там бушуют фантастически мощные грозы, вспышки молний которых неоднократно фотографировали станции « Вояджер» и «Галилей».Большие размеры облаков приводят к большей энергии электрического поля и соответственно к увеличению энергии разрядов. И если на Земле радар обнаружил молнию длиной более чем 150 км, то на Юпитере возможны тысячекилометровые разряды. Такие сверхмолнии могут быть в миллиард раз более мощными, чем наши типичные грозовые разряды в 1–2 км.
Понятно, облака Юпитера не могут двигаться быстрее скорости звука. Но именно сверхзвуковое движение и наблюдал Молесворт 20 декабря 1903 г. Он описал, как за считанные минуты возник блестящий поток от одного белого пятна к другому. Светило отечественной астрофизики, будущий академик В.Г. Фесенков писал об этом:
Гораздо более загадочное явление было наблюдаемо Молесвортом в Тринкомали (о. Цейлон), довольно опытным наблюдателем… Молесворт говорит, что он никогда не видел ничего подобного за всю свою долгую практику, но тем не менее он убежден в реальности этого явления.
Если мы примем с этим наблюдателем, что дело идет о передвижении материальных тел, то придется допустить, что материя обладала невероятной скоростью около 200 км в секунду…
Менее скандальна загадка наклоненных зон и поясов Юпитера. Как известно, период осевого вращения видимой поверхности Юпитера зависит от широты. Там сутки короче всего на экваторе и длиннее у полюсов. Неоднородное вращение выстраивает облака в полосы, параллельные экватору планеты. Это придает Юпитеру сходство с арестантом в полосатой одежде. Однако изредка наблюдатели видят исключения из этого правила — полосы, заметно наклоненные к экватору. В.Г. Фесенков перечисляет целый ряд таких случаев:
Чамберс опубликовал 2 рисунка Юпитера с полосами, наклоненными к экватору, которые 9 апреля 1860 г. простирались через весь диск. Наклонение было 32° на одном рисунке и 14° на другом.
Болл видел 9 декабря 1881 г. темную полосу в южной полусфере Юпитера, наклоненную к экватору на 15°. Замечательно, что граница темной полярной области была также наклонена на тот же угол.
Скривен Болтон наблюдал в течение 6 ночей наклонную темную полосу, соединяющие полосы V и VI.
Аманн в Аосте (Италия) видел 13 декабря 1902 г. часть полосы, наклоненной на 12° к экватору…. Что касается частоты этого явления, то Аманн говорит, что на 886 рисунках Юпитера, сделанных в течение 14 лет, подобные аномалии встречаются только 7 раз.
Известны и более поздние зарисовки таких феноменов.
Иногда возмущения атмосферы Юпитера так значительны, что планета утрачивает знакомый вид, вызывая сенсации в прессе. Например, 30 марта 1990 г. газета « Известия»сообщала следующее.
Изменения лика Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы — зарегистрировали сотрудники Астрофизического института имени В.Г. Фесенкова Академии наук Казахской ССР. Установлено, что за последнее время на ней практически полностью исчезла южная экваториальная полоса облаков.
Что же случилось на далекой планете-гиганте?
— Нетипичный вид Юпитера свидетельствует о том, что в его атмосфере происходят особые динамические процессы, — пояснил доктор физико-математических наук В.Г. Тейфель. — Нам удалось получить наблюдательные данные, относящиеся к необычному состоянию атмосферы этой планеты в период 1989–1990 гг. Их обработка и анализ помогут установить причины грандиозных изменений на ней…
Оказывается, сходный с нынешним облик Юпитер имел треть века назад. Причем и тогда и сейчас изменения в его атмосфере совпали с периодами максимума солнечной активности.