23:15
Моделирование помогает объяснить загадочный шестиугольник Сатурна

Новое исследование загадочного шестигранного шторма на Северном полюсе Сатурна предполагает, что это явление на самом деле является результатом активности, происходящей по всей планете.

В новой статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые говорят, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки через Сатурн создают большие и маленькие циклоноподобные вихри. Эти бури, скорее всего, закручиваются глубоко внутри планеты, и конвекционные воронки бурь “зажимают” атмосферные потоки, ограничивая их вершиной Сатурна в шестиугольную форму.

"Гексагональная картина течения на Сатурне является ярким примером турбулентной самоорганизации", - пишут исследователи в своей статье. - Наша модель одновременно и самосогласованно создает чередующиеся зональные струи, полярный циклон и шестигранные полигональные структуры, подобные тем, что наблюдались на Сатурне.”

На Сатурне космический аппарат НАСА "Кассини" сделал снимки, демонстрирующие изображение шестигранного реактивного потока с высоким разрешением. Кредит: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton

Причудливая шестигранная облачная структура, окружающая весь Северный полюс Сатурна, была намекнута, когда космический корабль "Вояджер" пролетел мимо планеты 40 лет назад в ноябре 1980 года. Космический аппарат "Кассини" прибыл на орбиту Сатурна в 2004 году, но не смог сделать снимки этого региона до 2007 года. Потрясающие изображения показали шестиугольную структуру в деталях.

” Мы видим штормы на Земле регулярно, и они всегда спиральные, иногда круглые, но никогда не что-то с шестиугольными сегментами или многоугольниками с краями", - сказал Ракеш К. Ядав, научный сотрудник Отдела наук о Земле и планетах Гарвардского университета, соавтор статьи. - Это действительно поразительно и совершенно неожиданно. Вопрос на Сатурне заключается в том, как образовалась такая большая система и как такая большая система может оставаться неизменной на этой большой планете?”

Шестигранный шторм бывает только на Северном полюсе. Хотя Южный полюс Сатурна также имеет большой шторм, он больше похож на ураган с гигантским глазом. Данные Кассини показали, что шестиугольник простирается гораздо глубже, чем ученые ожидали ранее, с первоначальными оценками, достигающими 100 км (60 миль) ниже вершин облаков.

Но новая модель, созданная Ядавом и профессором геофизики Джереми Блоксхэмом, предполагает, что шторм может быть глубиной в тысячи километров.

Ученые провели компьютерное моделирование атмосферных потоков Сатурна в течение месяца. Он показал, что явление, называемое глубокой тепловой конвекцией, которое происходит, когда тепло переносится из одного места в другое движением жидкостей или газов, может неожиданно привести к возникновению атмосферных потоков, которые создают большие полярные циклоны и высокоширотную Восточную струйную картину. Когда они смешиваются в верхней части планеты, она образует неожиданную форму. И поскольку бури формируются глубоко внутри планеты, ученые сказали, что это делает шестиугольник яростным и настойчивым.

Моделирование, основанное на реальных данных миссии Кассини, показало, что меньшие штормы в атмосфере Сатурна окружают более крупный горизонтальный струйный поток, дующий на восток вблизи Северного полюса планеты. Меньшие штормы взаимодействуют с более крупной системой реактивных потоков и в результате эффективно сжимают Восточную струю и ограничивают ее вершиной планеты. Процесс защемления искривляет поток в шестиугольник.

Шестиугольник Сатурна, увиденный "Вояджером-1" в 1980 году (НАСА)

"Эта струя движется вокруг и вокруг планеты, и она должна сосуществовать с этими локализованными [меньшими] штормами”, - сказал Ядав. - Представьте себе, что у нас есть резиновая лента, и мы помещаем вокруг нее кучу маленьких резиновых лент, а затем просто сжимаем всю вещь снаружи. Это центральное кольцо будет сжато на несколько дюймов и сформирует какую-то странную форму с определенным количеством краев. Это в основном физика того, что происходит. У нас есть эти небольшие штормы, и они в основном зажимают большие штормы в полярной области, и поскольку они должны сосуществовать, они должны каким-то образом найти пространство, чтобы в основном разместить каждую систему. Делая это, они в конечном итоге делают эту многоугольную форму.”

Исследователи заявили, что их компьютерная модель не дает идеального шестиугольника. Вместо этого они увидели форму девятистороннего многоугольника, который двигался быстрее, чем шторм Сатурна. Тем не менее, по их словам, эта форма служит доказательством концепции общего тезиса о том, как сформировался гигантский шторм и почему он был относительно неизменным в течение почти 40 лет.

Ядев и Блоксхэм сказали, что им нужно больше атмосферных данных с Сатурна, чтобы еще больше усовершенствовать свою модель, чтобы создать более точную картину того, что происходит в долгосрочной перспективе со штормом.

"Научная мотивация в основном заключается в понимании того, как появился Сатурн и как он эволюционирует с течением времени”, - сказал Ядав.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

"Исследование проблем" по заражению здоровых добровольцев коронавирусом начнется в начале 2021 года


Самая большая в мире солнечная ферма будет построена в Австралии - но они не получат энергию


Поразительно богатый металлом ореол Мессье 104 наводит на мысль о бурном прошлом

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 68 | Добавил: admin | Теги: сатурн, космический аппарат, планет, nasa, Моделирование помогает объяснить за, шторм, Северный полюс Сатурна | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar