1524
Полярні шторми Юпітера й Сатурна, попри подібність самих планет, виявилися ключем до розуміння глибинної будови газових гігантів.
Юпітер і Сатурн мають схожий склад, швидкість обертання та внутрішнє теплове випромінювання. Обидві планети належать до газових гігантів, тобто «планет, складених переважно з водню та гелію». Водночас їхні полярні регіони демонструють разюче різні атмосферні структури. Саме ці відмінності тривалий час залишалися загадкою.
На кожному полюсі Сатурна спостерігається один домінантний вихровий шторм. На Юпітері ж центральний великий вихор оточений кільцем менших. «Незрозуміло, чому їхні полярні вихори так відрізняються», — зазначає атмосферний фізик Цзяру Ши. Ці конфігурації були детально зафіксовані місіями «Кассіні» та «Юнона».
Нове дослідження пропонує пояснення, пов’язане з внутрішньою структурою планет. Автори вважають, що ключову роль відіграє зв’язок між атмосферними вихорами та глибшими шарами. «Залежно від м’якості дна вихору змінюється тип рідинного візерунка на поверхні», — пояснює планетолог Ванінь Кан. Таким чином, поверхнева погода може відображати глибинні властивості планети.
Для перевірки гіпотези дослідники створили двовимірну модель атмосферної динаміки. Такий підхід базується на припущенні, що в швидко обертових системах рух рідини вирівнюється вздовж осі обертання. Це дозволяє спростити «тривимірну динамічну задачу» без втрати ключових закономірностей. Модель значно прискорила аналіз.
Результати показали, що на Юпітері турбулентність виникає раніше, ніж вихори встигають об’єднатися. Це зберігає множинну структуру штормів. На Сатурні ж або слабше «форсування», тобто надходження енергії, або сильніше тертя дозволяє вихорам зливатися. У підсумку формується один гігантський полярний шторм.
«Рідинні візерунки на поверхні можуть розповісти нам про внутрішні шари», — зазначає Ши. Дослідники припускають, що надра Сатурна можуть бути більш збагачені важкими елементами. Це забезпечує сильнішу стратифікацію, ніж у Юпітера. Отримані висновки доповнюють уявлення про еволюцію газових гігантів.
Вчені пояснили, чому полярні шторми Юпітера і Сатурна різні з’явилася спочатку на Цікавості.
