Mēs beidzot varam saprast, kā radās Saturna milzīgā sešstūra vētra

(NASA/JPL-Caltech/Kosmosa zinātnes institūts)

No attāluma Saturns izskatās kā mierīgs gāzes gigants ar satriecošiem gredzeniem, kas riņķo pa savu orbītu bez liekas uztraukuma. Ja jūspielīst tikpat tuvu kā Cassinitomēr notiek vēl daudz kas cits.

Avētraina sešstūra formas vētrair plosījies pie Saturna ziemeļpola vismaz četras desmitgades – mēs to pirmo reizi atklājām 1981. gadā Voyager misijas laikā. Tomēr pat ar priekšējās rindas skatu no Cassini zondes, informācija par Saturna sešstūri ir bijusi niecīga.

Jauns atmosfēras modelis, kas pārbaudīts laboratorijā, tagad liecina, ka vētra ir ļoti dziļa, potenciāli tūkstošiem kilometru. Šis atklājums varētu palīdzēt izskaidrot, kāpēc vētra ir saglabājusies samērā stabila iezīme, kopš mēs to pirmo reizi pamanījām.



(NASA/JPL-Caltech/SSI)

Agrāk tiešie novērojumi un laboratorijas eksperimenti ir radījuši divas galvenās hipotēzes par to, kāpēc pastāv Saturna sešstūra vētra.

No vienas puses, tas varētu būt veidojies no seklām, mainīgām strūklām gāzes giganta atmosfērā simtiem kilometru dziļumā, kur spiediens ir aptuveni 10 bāri un kur gāze ir turbulentāka.

No otras puses, tas varētu būt dziļāk iesakņojies, nākot no dziļām zonālām strūklām, kas stiepjas tūkstošiem kilometru uz leju, kur spiediens ir desmitiem tūkstošu reižu lielāks un kur planētas rotācija un topogrāfija var izraisīt neprātu.

Patiesībā tieši pirms Cassiniveica savu pēdējo soliaizejot pensijā, mēs atklājām, ka Saturna zonālās strūklas saglabā savu spēku līdz augstumam, kur ir spiediens pārsteidzoši 100 000 vai vairāk bāru . Lai to aplūkotu perspektīvā, iekļūst saules gaisma nav daudz dziļāks par vienu joslu uz Saturna; šie virpuļi ir dziļāki un stabilāki, nekā šķiet sākumā.

Imitējot to, kas notiek ar dziļām turbulentām konvekcijām rotējošā sfēriskā apvalkā, Hārvardas universitātes pētnieki tagad domā, ka viņiem ir ticams izskaidrojums, kāpēc pastāv Saturna sešstūris.

Viņu 3D modelis parāda, ka dziļa termiskā konvekcija gāzes gigantu ārējos slāņos var spontāni izraisīt milzīgus polāros ciklonus, niknas mainīgas zonas plūsmas un augstu platuma grādu austrumu strūklas modeli.

Turklāt šīs zonālās strūklas gan kvalitatīvi, gan kvantitatīvi ir līdzīgas tam, kas novērots uz Saturna.

'Simulācijas analīze liecina, ka pašorganizēta turbulence milzu virpuļu veidā saspiež austrumu strūklu, veidojot daudzstūra formas,' raksta autori. paskaidrot .

'Mēs apgalvojam, ka līdzīgs mehānisms ir atbildīgs par aizraujošu Saturna sešstūra plūsmas modeli.'

Plūsmas plūsmas laika attīstība, skatoties no ziemeļu skatu punkta. (Jadavs un Bloksema, PNAS, 2020)

Tagad komandas modelis nefiksē visus Saturna atmosfēras aspektus — tajā ir iekļauta tikai planētas rādiusa ārējā desmitā daļa — un to polārās strūklas sešstūru vietā turpināja veidot trīsstūrus.

Tomēr autori ir pārliecināti, ka šī vienkāršotā situācija var palīdzēt mums noskaidrot dažas no Saturnā redzamajām iezīmēm, jo ​​īpaši tagad mums nav Cassini, kas mums palīdzētu.

Viņu simulācijās izveidojās liels ciklons, kura centrs bija ziemeļpols, savukārt vairāki mazāki cikloni pievienojās spēcīgai austrumu strūklai nedaudz uz ziemeļiem no ekvatora.

Lai gan šis centrālais ciklons bija pietiekami spēcīgs, lai pārvarētu gāzes turbulenci virsmas tuvumā, apkārtējos virpuļus maskēja visa šī nepastāvība zemākā līmenī, padarot tos vairāk kā daudzstūrainu strūklu, nevis viesuļvētru.

(Jadavs un Bloksema, PNAS, 2020).

Virs: Dažādi atmosfēras simulācijas līmeņi no ziemeļpola, kur A ir dziļākais un D ir seklākais.

'Līdzīgu scenāriju var iedomāties Saturnam, kur strūklas sešstūra formu uztur blakus esošie seši lieli virpuļi, kurus slēpj haotiskākā konvekcija seklākos slāņos,' raksta autori. rakstīt .

Iespējams, tāpēc daži citi modeļi un novērojumi norāda uz mazāku strūklas klātbūtni dažos Saturna sešstūra apgabalos, lai gan patiesībā patiesība ir daudz zemāk.

Bet tas ir tikai koncepcijas pierādījums, un mums būs jāiekļauj daudz vairāk atmosfēras datu no Saturna, lai šis modelis labāk atspoguļotu realitāti. Tomēr šķiet, ka mēs varētu būt uz pareizā ceļa.

Pētījums tika publicēts PNAS .

Populārākas Kategorijas: Skaidrotājs , Daba , Neklasificēts , Veselība , Viedoklis , Fizika , Tech , Telpa , Dabu , Cilvēkiem ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.