Незалежно від того, який розмір має газовий гігант, його атмосфера є дуже протяжною і бурхливою. Нещодавно науковці розробили єдину модель, яка може передбачити урагани та смуги хмар на будь-якій подібній планеті.
Екваторіальні струмені
Одна з найпомітніших властивостей гігантських планет у Сонячній системі — Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна — це надзвичайно сильні вітри, які спостерігаються навколо їхніх екваторів. У той час як на деяких із цих гігантів екваторіальні вітри спрямовані на схід, на інших існує західний струмінь. Вперше міжнародна група науковців під керівництвом Лейденської обсерваторії та SRON змогла пояснити вітри на всіх гігантських планетах за допомогою однієї моделі.
Так звана конвекція, що швидко обертається, в атмосферах гігантських планет може відігравати ключову роль у формуванні як східних, так і західних струменів. Це виявила команда астрономів під керівництвом постдокторанта Керен Дюер-Мільнер із Лейденської обсерваторії та SRON.
Використовуючи моделі глобальної циркуляції, команда встановила, що різниці в атмосферній глибині можуть формувати східні струмені на Юпітері та Сатурні та західні струмені на Уранові й Нептуні. Система демонструє так звану бідирекційність: за тих самих умов атмосфера може прийти в один із двох стабільних станів — або східні, або західні екваторіальні струми, — встановлюючи прямий зв’язок між напрямком струмів та глибиною атмосфери.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналов Луна, Солнце и Юпитер & Сатурн
До товаруНайшвидший вітер та обертова конвекція в атмосферах гігантських планет
Упродовж десятиліть науковці були зацікавлені у механізмі, що приводить у рух надшвидкі вітри на гігантських планетах зі швидкістю від 500 до 2000 км/год. Струмені повітря є найшвидшим вітром, спостережуваним у Сонячній системі, та значно перевищують типовi швидкості вітру на Землі.
Особливо загадковим було те, що на Юпітері та Сатурні вітри дмуть на схід, тоді як на Урані та Нептуні — на захід. Основні фактори, які можуть впливати на потоки вітру на цих планетах, вважаються подібними. Планети отримують мало сонячного світла, мають помірне внутрішнє джерело нагріву та швидко обертаються. Немає відомих сил, які могли б пояснити різний напрямок вітру. До цього часу вважалося, що різний напрямок струменевих вітрів зумовлений різними механізмами, що приводять їх у рух.
Тепер Дюер-Мілнер та його колеги виявили, що швидкообертові конвекційні клітини на екваторі можуть діяти як «транспортер» на поверхні, рухаючи струмені вітру як на схід, так і на захід на різних планетах. Конвекція — це процес, який завдяки циркуляції може переносити тепло в атмосфері або рідині. Вважається, що це основний процес, за допомогою якого тепло з надр газових планет переноситься на їхню поверхню.
Єдина модель
Дослідники заявляють, що їхня модель показує, що на Урані й Нептуні діє той самий механізм утворення екваторіальних струменів, що і на газових гігантах Юпітері та Сатурні. Ця єдина модель дає просте пояснення складному феномену. Науковці тепер використовують вимірювання з космічного апарата Juno, щоб знайти докази існування запропонованого механізму в атмосфері Юпітера.
Дуер-Мілнер сподівається, що їхні результати можна буде застосувати також до планет поза нашою Сонячною системою. «Розуміння цих вітрів є надзвичайно важливим, оскільки це допомагає зрозуміти фундаментальні процеси, що визначають атмосферу планет, не лише в нашій Сонячній системі, а й у всій Галактиці. Це відкриття дає нам новий інструмент для розуміння різноманітності атмосфер і кліматів планет у всьому Всесвіті», — каже вона.
За матеріалами phys.org
