Астрономы определили причины происхождения мощных циклонов на полюсах Сатурна

0
10

Астрономы на протяжении последнего десятилетия наблюдали любопытные «вращающиеся точки» на полюсах Сатурна. В 2008 году это загадочное явление было немного изучено космическим аппаратом НАСА «Кассини». Он возвратил на Землю крупные фотографии этих вращающихся точек, которые оказались огромными циклонами. Было установлено, что их размер сопоставим с Землей. Ученые выяснили, что циклоны на полюсах Сатурна могут иметь скорость до 400 км/час, и вероятно, продолжаются несколько лет.

В то время как формирование циклонов на Земле происходит ввиду наличия морей и океанов, на Сатурне таковых просто не существует. Что же тогда может вызывать такие мощные, продолжительные штормы?

Американские ученые из Массачусетского университета, после проведения длительных моделирований, предлагают возможный механизм появления полярных циклонов Сатурна – с течением времени, небольшие, непродолжительные грозы, происходящие по всей планете, накапливают достаточно суммарной энергии в пределах атмосферы, что, в конечном счете, приводит к образованию мощных и длительных вихрей.

Исследователи разработали элементарную модель атмосферы Сатурна, и выполнили моделирование множественных небольших гроз по всей планете. В конце концов, они выяснили, что каждая гроза, по сути, тянет воздух к полюсам, а вместе, эти многочисленные мелкие изолированные грозы накапливают большое количество энергии на полюсах, чтобы генерировать гораздо больший и долгоживущий циклон.

Ученые обнаружили, что циклон развивается, если выдерживаются определенные соотношения и параметры: размер планеты по отношению к размеру грозы, и какое количество энергии гроза индуцирует в атмосферу. Учитывая две этих величины, исследователи предсказали, что Нептун, также имеющий подобные полярные точки, должен иметь недолго живущие полярные циклоны, а Юпитер не должен их иметь вообще.

Ученые утверждают, что модель применима для изучения атмосферных процессов на планетах, находящихся далеко за пределами нашей Солнечной системы. Если астрономы обнаружат какой-либо циклон на экзопланете, они, изучив его, с большой вероятностью могут предсказать штормовую активность и происходящие атмосферные процессы на всей экзопланете.

Раньше было принято считать, что существование циклонов на полюсе невозможно. Но только когда недавно «Кассини» сделал фотоснимки, ученые получили огромное количество материала, которые позволяют думать над тем, почему возникают полярные циклоны.

Ученые разработали модель атмосферы Сатурна и выполнили сотни симуляций, длительность которых равнялась сто дней каждая, позволяя небольшие грозам появляться по всей планете. Исследователи заметили, что разнообразные грозы дрейфовали к полюсам в течение долгого времени, где в в итоге накапливалось достаточно энергии, чтобы создать гораздо больший циклон на полюсах.

Следующая остановка – Юпитер.

Ученые также изучают условия, в которых планеты не образуют полярные циклоны, хотя на них могут наблюдаться грозы. Исследователи нашли, что формирование полярного циклона происходит по двум причинам: суммарной интенсивности гроз и размера грозы по сравнению с размером самой планеты. В частности, чем крупнее гроза по сравнению с размером планетом, тем больше вероятность формирования полярного циклона.

Они применили эту связь для Юпитера и выяснили, что он вряд ли способен сформировать любые полярные циклоны, так как отношение любого шторма к его общему размеру очень мало. Исследователи хотят увидеть подтверждаются ли их прогнозы, особенно для Юпитера. Летом следующего года, космический аппарат НАСА «Юнона» планирует выйти на его орбиту и начать одногодичную миссию по исследованию атмосферы.