|
Экстремальные струйные течения на планетах-гигантах
|
|
|
|
Одним из наиболее примечательных свойств планет—гигантов нашей Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна - являются экстремальные ветры, наблюдаемые вокруг их экваторов. В то время как на некоторых из этих планет экваториальные ветры направлены на восток, на других - на запад. Впервые международная группа ученых, возглавляемая Лейденской обсерваторией и SRON, может объяснить ветры на всех планетах-гигантах, используя одну модель.
|
|
|
|
Так называемая быстро вращающаяся конвекция в атмосферах планет-гигантов может играть решающую роль в движении реактивных потоков как на восток, так и на запад. Это выяснила группа астрономов во главе с постдокторским исследователем Керен Дюр-Милнер из Лейденской обсерватории и SRON. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
|
|
|
|
Используя модели глобальной циркуляции, команда обнаружила, что различия в глубине атмосферы могут приводить к появлению струй, направленных на восток на Юпитере и Сатурне и на запад на Уране и Нептуне. Система демонстрирует так называемую бифуркацию: при одинаковых условиях атмосфера может переходить в одно из двух стабильных состояний — либо в восточное, либо в западное направление экваториальных струй, что устанавливает прямую связь между направлением струи и глубиной атмосферы.
|
|
|
|
Самые быстрые ветры в Солнечной системе
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые были озадачены механизмом, который приводит в движение сверхбыстрые ветры на планетах-гигантах, скорость которых колеблется от 500 до 2000 км/ч. Струйные течения - это самые быстрые ветры, наблюдаемые в Солнечной системе, и они значительно превышают обычные скорости ветра на Земле.
|
|
|
|
|
|
|
Особенно загадочным был тот факт, что на Юпитере и Сатурне ветры направлены на восток, в то время как на Уране и Нептуне они дуют на запад. Считается, что основные факторы, которые могут влиять на потоки на этих планетах, схожи. Планеты получают мало солнечного света, они имеют умеренный внутренний источник тепла и быстро вращаются. Неизвестны силы, которые могли бы объяснить разное направление ветров. До сих пор считалось, что разное направление реактивных ветров обусловлено различными механизмами, приводящими их в движение.
|
|
|
|
Теперь Дуэр-Милнер и его коллеги обнаружили, что быстро вращающиеся конвекционные ячейки на экваторе могут действовать как "конвейерная лента" на поверхности, направляя струйные течения как на восток, так и на запад на разных планетах. Конвекция - это процесс, который посредством циркуляции может переносить тепло в атмосфере или жидкости. Считается, что это основной процесс, посредством которого тепло из недр газовых планет переносится на поверхность.
|
|
|
|
Атмосферы по всей галактике
|
|
|
|
"Мы надеялись продемонстрировать, что механизм, который, как мы полагаем, действует в газовых гигантах Юпитере и Сатурне, может также объяснить экваториальные струи в ледяных гигантах Уране и Нептуне", - говорит Дюр-Милнер. "Мы очень рады, потому что наконец-то нашли простое и элегантное объяснение сложному явлению". В настоящее время ученые используют измерения, проведенные космическим аппаратом "Юнона", чтобы найти доказательства того, что предполагаемый механизм существует в атмосфере Юпитера.
|
|
|
|
Дуэр-Милнер надеется, что их результаты могут быть применены и к планетам за пределами нашей Солнечной системы. "Понимание этих ветров имеет решающее значение, поскольку помогает нам понять фундаментальные процессы, которые управляют атмосферами планет не только в нашей Солнечной системе, но и по всей галактике. Это открытие дает нам новый инструмент для понимания разнообразия атмосфер и климатов планет по всей Вселенной", - говорит она.
|
|
|
|
Источник
|
