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
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
0
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0
0
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
0
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0