Тайну геометрических бурь на Юпитере раскрыли
Опубликованно 15.09.2020 04:48
Тайна того, как гигантские циклоны объединяются в геометрические узоры вокруг полюсов Юпитера, теперь может быть решена. Но возникли новые вопросы о том, как эти скопления образовались в первую очередь, как показало новое исследование.
После того, как в 2016 году зонд NASA Juno вышел на орбиту вокруг Юпитера, космический корабль обнаружил гигантские циклоны, расположенные в геометрической форме вокруг полюсов мира. На северном полюсе планеты есть восемь вихрей, окружающих центральный вихрь, а на южном полюсе - шесть .
"Мы были удивлены, что полюса Юпитера не похожи на полюсы других планет", - сказал ведущий автор исследования Ченг Ли, планетолог из Калифорнийского университета в Беркли. "Мы никогда раньше не видели ничего подобного этим скоплениям циклонов, организованных в регулярные структуры".
Каждая гигантская буря имеет ширину от 4000 до 7000 километров, и они окружают свои полюсы на расстоянии 8700 км. Эти циклоны и эти модели продолжались по крайней мере четыре года с тех пор, как Юнона прибыла на Юпитер.
Для ученых оставалось загадкой, как эти скопления сохраняют стабильность. По словам Ли, на Земле циклоны дрейфуют к полюсу, но рассеиваются над сушей и холодной водой. Напротив, у Юпитера нет ни суши, ни океанов, поэтому возникает вопрос, почему циклоны просто не дрейфуют к полюсам и не сливаются. (Например, у Сатурна по одному циклону на каждом из полюсов.)
"Все предыдущие теории предсказывали, что в полярных регионах планет-гигантов должны доминировать большие циклоны над их полюсами, как то, что наблюдается на Сатурне, или они останутся хаотичными", - сказал Ли, занимающий должность в Мичиганском университете в Анн-Арборе. "То, что мы видим на Юпитере, означает, что предыдущие теории ошибочны, и нам нужно что-то новое".
Чтобы пролить свет на циклоны Юпитера, Ли и его коллеги разработали компьютерные модели, основанные на том, что Juno рассказала о размерах и скорости штормов. Они сосредоточились на том, какие факторы могут поддерживать стабильность этих геометрических узоров с течением времени без слияния.
Исследователи обнаружили, что стабильность этих моделей частично зависит от того, насколько глубоко циклоны проникают в атмосферу Юпитера, но в основном от антициклонических колец вокруг каждого циклона - то есть кольца ветра, вращающегося в противоположном направлении, в котором вращается каждый циклон.
В отношении этих скоплений циклонов есть много нерешенных загадок. Например, остается неизвестным, почему вихри Юпитера занимают баланс между слишком сильным и слишком низким экранированием.
Сейчас ученые исследуют, как эти циклоны могли образоваться. Одна из возможностей состоит в том, что они образовались возле полюсов, где они в настоящее время находятся. Другой, "что мы считаем более вероятным, это то, что они образовались где-то еще, а затем мигрировали к полюсам", - сказал Ли.
Как только исследователи сгенерируют компьютерные модели на основе данных от Juno, чтобы увидеть, какой из этих сценариев формирования более вероятен, они смогут начать видеть, как эти циклоны организуются в эти стабильные структуры.
На этот вопрос может оказаться труднее ответить, "потому что это включает в себя подробное трехмерное моделирование того, как эти вихри генерируются, и есть много параметров об этих вихрях, которые мы не знаем, например, их вертикальная структура", - сказал Ли. "Но мы можем попробовать разные сценарии, чтобы увидеть, какие вертикальные структуры могут генерировать профили скорости ветра, которые мы наблюдали с этими циклонами, и двигаться дальше оттуда".
Ученые подробно рассказали о своих выводах онлайн 7 сентября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Напомним, ранее сообщалось, что зонд NASA заснял тень луны на Юпитере.Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram.
Категория: Наука