Большое количество гроз в атмосфере Сатурна, возможно, являются следствием деятельности огромных полярных циклонов газового гиганта – такие выводы были сделаны по результатам наблюдений космического корабля НАСА Кассини. Кроме того, эти исследования призваны помочь астрономам изучать в будущем крупномасштабные грозовые атмосферные явления на других экзопланетах, которые находятся от нашей планеты на расстоянии десятков и сотен световых лет.
На протяжении многих десятилетий, мощные, кружащиеся ураганы были загадкой. Ученым было трудно понять, что является движущей силой для огромных бурь и почему они сохраняются так долго?
Кроме того, серверный полярный циклон Сатурна окружен заворачивающимся гексагональным вращением атмосферы. Это вращение создает подобие некого шестиугольника, который образуется в результате вращения турбулентных вихрей, окружающих центральный вихрь. Ученым очень важно понять, какие движущиеся силы способствуют возникновению таких мощных атмосферных потоков.
Для сравнения, на Земле подобные вихревые циклоны обусловлены движением потоков влаги над океанами. Но Сатурн не обладает такими большими объемами влаги, поэтому астрономы ищут другие причины возникновения циклонов.
Новое исследование, напечатанное в журнале Nature Geoscience, с помощью планетарной модели Сатурна делает выводы о том, что причиной возникновения подобных циклонов могут быть множество мелких гроз в бурной атмосфере Сатурна, которые вместе образуют огромные вихри.
«Прежде, чем мы это увидели, нам никогда не приходило на ум, что во Вселенной существует возможность возникновения некого шестиугольного вихря,» - сказал ведущий Морган О'Нил, бывший аспирант кафедры Массачусетского технологического института Земли, планетарных наук и атмосферы (EAPS), а теперь постдоктор Института Вайцмана в Израиле. «Совсем недавно Кассини дал нам такое богатство новых наблюдений, которые позволили увидеть то, о чем раньше мы даже не догадывались, создал новые вопросы о том, почему подобные полярные циклоны возможны во Вселенной».
Команда О'Нила создала простую модель планеты Сатурн и ее атмосферы, которая моделировала бы много маленьких гроз в течение долгого времени. Принимая за основу простую динамику, они выяснили, что многие штормы переместили атмосферные газы к полюсам. Этот механизм еще известен как «бета дрейф» - кульминация огромных циклонов на полюсах планеты.
В связи с имевшейся информацией, исследователи смогли понять, что наличие или отсутствие полярных циклонов зависит от двух факторов: «наличие достаточной энергии в атмосфере планеты, возникшей от интенсивности своих гроз; средний размер каждой грозы по отношению к размерам самой планеты» - пишет пресс-релиз MIT. Это означает, что более чем среднего размера шторм по сравнению с размером планеты, создаст более высокую вероятность возникновения долгоживущего полярного циклона.
Наблюдая за другими газообразными планетами в нашей солнечной системе, О'Нил и его команда подтвердили свои утверждения на примере Юпитера и Нептуна. Они обнаружили, что согласно их модели, Юпитер - самая большая планета Солнечной системы, и на ней вряд ли когда-нибудь смогут возникнуть штормовые циклоны на полюсах, в то же время на Нептуне, планете среднего размера, могут возникать короткоживущие полярные циклоны.
Их модель кажется верной для Сатурна и Нептуна, но отчетливых снимков полюсов Юпитера астрономы так и не видели до сих пор. Эту проблему призван решить зонд Juno, который, согласно миссии НАСА, прибудет на орбиту Юпитера в 2016 году, чтобы изучить с близкого расстояния планету, в том числе ее магнитные полюса. Его исследования призваны иметь интересные последствия, в том числе для измерения атмосферных условий на отдаленных экзопланетах. Это должно дать возможность выявления планет во вселенной, пригодных для жизни, для выявления инопланетных миров.
А сейчас остается только ждать, когда первое испытание сделает Juno, прибыв на орбиту Юпитера.