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!
0
Настольный голографический принтер создает 3D-анимации на дому

Настольный голографический принтер создает 3D-анимации на дому

Голограммы - одно из обещаний научной фантастики, которые остаются недостижимыми.

Бывший исследователь MIT Media Lab занимается краудфандингом настольного 3D-голографического принтера, который может создавать изображения, которые появляются в 3D и даже кажутся движущимися. Хотя отражающие экраны, гарнитуры и даже живые выступления мертвых артистов маскируются под голограммы, технически этот термин относится к определенному типу трехмерного изображения, закодированного на двухм...
08.03.21 21:49
0
0
Инженерное чудо: отливка шестого зеркала для Гигантского Магелланова телескопа

Инженерное чудо: отливка шестого зеркала для Гигантского Магелланова телескопа

Гигантский телескоп Магеллана объявляет о производстве шестого из семи крупнейших монолитных зеркал в мире.

Эти зеркала позволят астрономам заглянуть во Вселенную с большей детализацией, чем любой другой оптический телескоп. Шестое 8,4-метровое (27,5 фута) зеркало изготавливается в лаборатории зеркал Ричарда Ф. Кариса Университета Аризоны, и на его изготовление уйдет почти 4 года. Отливка зеркал считается чудом современной инженерии и обычно отмечается большим личным мероприятием с участием участников с...
07.03.21 13:53
0
1
Perseverance совершил первую поездку на 21 фут

Perseverance совершил первую поездку на 21 фут

На этой неделе новейший марсоход НАСА отправился на пыльную красную дорогу, показав на одометре 21 фут во время первого тест-драйва.

Марсоход Perseverance спустился со своей посадочной позиции в четверг, через две недели после приземления на Красной планете в поисках признаков прошлой жизни. Поездка по кругу длилась всего 33 минуты и прошла настолько хорошо, что в пятницу и субботу у шестиколесного вездехода было больше возможностей вождения. «Это действительно начало нашего пути», - сказал Рич Рибер, инженер НАСА, проложивши...
06.03.21 13:59
0
1
Впервые обнаружены органические материалы, необходимые для жизни, на поверхности астероида

Впервые обнаружены органические материалы, необходимые для жизни, на поверхности астероида

Новое исследование Royal Holloway обнаружило воду и органические вещества на поверхности образца астероида, привезенного из внутренней части Солнечной системы. Это первый случай, когда на астероиде были обнаружены органические материалы, которые могли стать химическими предшественниками происхождения жизни на Земле.

Образец был привезен на Землю с астероида Итокава во время первой миссии JAXA Хаябуса в 2010 году. Образец показывает, что вода и органическое вещество, происходящие от самого астероида, с течением времени химически эволюционировали. В исследовательском документе говорится, что Итокава постоянно эволюционировал на протяжении миллиардов лет, включая воду и органические материалы из чужеродных внез...
05.03.21 16:30
0
0
Инженерное чудо: отливка шестого зеркала для Гигантского Магелланова телескопа

Инженерное чудо: отливка шестого зеркала для Гигантского Магелланова телескопа

Гигантский телескоп Магеллана объявляет о производстве шестого из семи крупнейших монолитных зеркал в мире.

Эти зеркала позволят астрономам заглянуть во Вселенную с большей детализацией, чем любой другой оптический телескоп. Шестое 8,4-метровое (27,5 фута) зеркало изготавливается в лаборатории зеркал Ричарда Ф. Кариса Университета Аризоны, и на его изготовление уйдет почти 4 года. Отливка зеркал считается чудом современной инженерии и обычно отмечается большим личным мероприятием с участием участников с...
07.03.21 13:53
0
1
Perseverance совершил первую поездку на 21 фут

Perseverance совершил первую поездку на 21 фут

На этой неделе новейший марсоход НАСА отправился на пыльную красную дорогу, показав на одометре 21 фут во время первого тест-драйва.

Марсоход Perseverance спустился со своей посадочной позиции в четверг, через две недели после приземления на Красной планете в поисках признаков прошлой жизни. Поездка по кругу длилась всего 33 минуты и прошла настолько хорошо, что в пятницу и субботу у шестиколесного вездехода было больше возможностей вождения. «Это действительно начало нашего пути», - сказал Рич Рибер, инженер НАСА, проложивши...
06.03.21 13:59
0
1
Впервые обнаружены органические материалы, необходимые для жизни, на поверхности астероида

Впервые обнаружены органические материалы, необходимые для жизни, на поверхности астероида

Новое исследование Royal Holloway обнаружило воду и органические вещества на поверхности образца астероида, привезенного из внутренней части Солнечной системы. Это первый случай, когда на астероиде были обнаружены органические материалы, которые могли стать химическими предшественниками происхождения жизни на Земле.

Образец был привезен на Землю с астероида Итокава во время первой миссии JAXA Хаябуса в 2010 году. Образец показывает, что вода и органическое вещество, происходящие от самого астероида, с течением времени химически эволюционировали. В исследовательском документе говорится, что Итокава постоянно эволюционировал на протяжении миллиардов лет, включая воду и органические материалы из чужеродных внез...
05.03.21 16:30
0
0
Открыта суперземля возле Gliese 486

Открыта суперземля возле Gliese 486

За последние 25 лет астрономы открыли множество экзопланет из камня, льда и газа благодаря конструкции астрономических инструментов, разработанных специально для поиска планет.

Кроме того, используя комбинацию различных методов наблюдений, они смогли определить большое количество масс, размеров и плотности планет, что помогает оценить их внутренний состав и увеличивает количество планет, которые были обнаружены за пределами Солнечной системы. Но изучение атмосферы каменистых планет, которое позволило бы полностью охарактеризовать те экзопланеты, которые похожи на Землю,...
04.03.21 23:04
0