Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Новая 3D-модель может объяснить формирование шестиугольника Сатурна

Новая 3D-модель может объяснить формирование шестиугольника Сатурна
Сатурн и его ослепительная система ледяных колец были объектом восхищения с давних времён. Шестая планета от Солнца до сих пор таит много загадок, отчасти из-за её удалённости затруднительно прямое наблюдение, а отчасти потому, что у этого газового гиганта атмосфера состоит основном из водорода и гелия. Узнав больше об этом, можно будет получить представление о создании самой Солнечной системы.


Одна из загадок Сатурна связана с массивным штормом в форме шестиугольника на северном полюсе. Шестигранный вихрь - это атмосферное явление, которое привлекает внимание ученых-планетологов с момента его открытия в 1980-х годах американской программой Вояджер и последующего визита в 2006 году американо-европейской миссии Кассини-Гюйгенс. Шторм составляет около 20 000 миль в диаметре и ограничен полосами ветров, дующих со скоростью до 300 миль в час. Урагана, подобного этому, не существует ни на одной другой известной планете или луне.

Джереми Блоксхэм, профессор геофизики Маллинкродта, и научный сотрудник Ракеш К. Ядав, который работает в лаборатории Блоксхэма в Гарвардском отделении Земли и Планетарных наук. В недавно опубликованной статье в PNAS исследователи начали ломать голову над тем, как возник вихрь.

«Мы регулярно видим штормы на Земле, и они всегда спиралевидные, иногда круглые, но никогда не имеют шестиугольных сегментов или многоугольников с краями», - сказал Ядав. «Это действительно поразительно и совершенно неожиданно. Как образовалась такая большая система и как она может оставаться неизменной на этой большой планете?»

Создав трёхмерную имитационную модель атмосферы Сатурна, Ядев и Блоксхэм полагают, что приблизились к ответу.


В своей статье учёные считают, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки глубоко внутри Сатурна создают большие и маленькие вихри (циклоны), которые окружают более крупный горизонтальный реактивный поток, дующий на восток возле северного полюса планеты, который также имеет ряд штормов внутри. Более мелкие штормы взаимодействуют с более крупной системой и в результате эффективно зажимают восточный поток и ограничивают его вершиной планеты. В этом процессе поток превращается в шестиугольник.

«Этот поток вращается вокруг планеты и должен сосуществовать с этими локализованными штормами», - сказал Ядав. «Представьте, что у нас есть резинка, и мы помещаем вокруг нее кучу небольших резиновых лент, а затем просто сжимаем все это снаружи. Это центральное кольцо будет сжато и сформирует странная форма с определённым количеством граней. Это в основном физика того, что происходит. У нас есть эти более мелкие бури, и они, по сути, сжимают более крупные бури в полярном регионе, и, поскольку они должны сосуществовать, то должны каким-то образом найти пространство для каждой системы. Делая это, они в конечном итоге образуют эту многоугольную форму».

Модель, созданная исследователями, предполагает, что глубина шторма тысячи километров, далеко под вершинами облаков Сатурна. Моделирование имитирует внешний слой планеты и покрывает только около 10 % её радиуса. В течение месяца, проведённого учёными, компьютерное моделирование показало, что явление глубокой тепловой конвекцией, которое происходит, когда тепло передаётся из одного места в другое за счёт движения жидкостей или газов, может неожиданно вызвать атмосферные потоки, которые создают большие полярные циклоны и высокоширотный восточный поток. Когда они смешиваются наверху, образуется неожиданная форма, а поскольку бури образуются глубоко внутри планеты, учёные говорят, что это делает шестиугольник яростным и стойким.


Конвекция - это та же сила, которая вызывает торнадо и ураганы на Земле. Это похоже на кипячение кастрюли с водой: тепло от дна передаётся на более холодную поверхность, в результате чего верхняя часть начинает пузыриться. Считается, что именно это вызывает многие штормы на Сатурне, который не имеет твёрдой поверхности, как у Земли.

«Гексагональный поток на Сатурне - поразительный пример турбулентной самоорганизации», - считают исследователи. «Наша модель одновременно и самосогласованно создаёт чередующиеся зональные струи, полярный циклон и шестиугольные многоугольные структуры, подобные тем, которые наблюдаются на Сатурне».

Но в модели не было шестиугольника. Вместо этого исследователи увидели форму многоугольника с девятью сторонами, который двигался быстрее, чем шторм Сатурна. Тем не менее, форма служит доказательством концепции общего тезиса о том, как формируется величественная форма и почему она остаётся относительно неизменной на протяжении почти 40 лет.

Интерес к шестиугольной буре Сатурна восходит к 1988 году, когда астроном Дэвид А. Годфри проанализировал данные пролёта Сатурна космического корабля Вояджер в 1980 и 1981 годах и сообщил об открытии. Спустя десятилетия, с 2004 по 2017 год, космический корабль НАСА Кассини сделал некоторые из самых чётких и самых известных изображений аномалии, прежде чем погрузиться в планету.

Существует множество гипотез о том, как образовался шторм. Большинство из них основаны на двух школах мысли: одна предполагает, что шестиугольник неглубокий и простирается только на сотни километров в глубину; другая предполагает, что зональные потоки глубиной в тысячи километров.

Выводы Ядева и Блоксхэма основаны на последней теории, но необходимо включить больше атмосферных данных с Сатурна и дополнительно усовершенствовать их модель, чтобы создать более точную картину того, что происходит со штормом. В целом, учёные надеются, что их выводы помогут нарисовать портрет активности на Сатурне в целом.

«С научной точки зрения, атмосфера действительно важна для определения скорости остывания планеты. Все явления, которые видно на поверхности, в основном являются проявлениями охлаждения планеты, и остывание многое говорит о происходящем внутри планеты», - сказал Ядав. «Научная мотивация в основном заключается в понимании того, как появился Сатурн и как он развивается с течением времени».

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
1
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
1
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
1
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0