Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) предложили новое объяснение одному из самых загадочных различий между Юпитером и Сатурном – строению их полярных штормов. Наблюдения космических аппаратов показывают, что на северном полюсе Сатурна бушует гигантский шестиугольный шторм, в то время как на Юпитере наблюдается скопление из восьми меньших циклонов вокруг центрального вихря. Несмотря на схожие размеры и состав, планеты демонстрируют кардинально разную погодную динамику.
Инфракрасное 3D-изображение северного полюса Юпитера, на котором видны циклоны и антициклоны. Изображение: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Команда под руководством профессора Ваньин Кан разработала компьютерную модель, симулирующую поведение полярных штормов. Ключевым фактором, определившим финальную картину, оказалась не турбулентность в атмосфере, а структура и плотность недр планеты, условно названная «мягкостью основания» вихря. Модель показала, что вихрь представляет собой вращающийся цилиндр, пронизывающий многие слои атмосферы. Если его основание находится в более лёгкой и «мягкой» среде, рост вихря ограничивается, позволяя сосуществовать нескольким ураганам, как на Юпитере. Если же основание плотное и «твёрдое», вихрь может разрастаться, поглощая соседние, пока не останется один доминирующий шторм, как на Сатурне.
Данное открытие создаёт новую связь между тем, что мы видим на поверхности, и тем, что скрыто в глубинах газовых гигантов. Оно предполагает, что недра Сатурна могут быть более металлизированными и плотными, чем у Юпитера. Таким образом, наблюдаемые паттерны штормов становятся косвенным инструментом для изучения внутреннего строения планет, куда невозможно отправить зонд.
Наглядную визуализацию полярных штормов Юпитера можно увидеть на видео, созданном NASA на основе данных зонда «Juno» по ссылке на Youtube:
Polar Vortex Evolution Demo
https://www.youtube.com/watch?v=-CsftbhUqSs&t=177s
Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, основывается на данных миссий NASA «Juno» и «Cassini». Оно предлагает новый физический принцип, который может быть применён для изучения атмосфер других планет.
