Раскрыты особенности экваториальных струйных потоков в атмосфере Сатурна

Сатурн
Планета Сатурн, исследованная с помощью широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл 30 июня 2015 года. Изображение показывает экваториальный шторм

Атмосфера Сатурна, газового гиганта в 10 раз больше земной, состоит в основном из водорода и содержит более широкий и более интенсивный струйный поток, чем у всех планет в Солнечной системе. Скорость порывов ветра 1650 км в час и выше, дующих с запада на восток в экваториальной атмосфере в 13 раз сильнее самых разрушительных ураганов, которые формируются на экваторе Земли.

Этот огромный поток распространяется на расстояние примерно в 70 000 км от севера к югу — это более чем в 5 раз больше, чем размер нашей планеты. До сих пор нет теории, способной объяснить ни природу этого потока, ни источников его энергии. В 2003 году команда из испанского университета Страны Басков с учётом сведений, полученных от исследовательского аппарата Вояджер, в статье журнала Nature отметила резкое ослабление ветров на уровне облаков.

«В июле прошлого года, используя простой 28-сантиметровый телескоп, мы обнаружили наличие белого пятна на экваторе Сатурна, двигавшегося со скоростью 1600 км/ч — скоростью, которая не фиксировалась на Сатурне с 1980 года», — сказал Августин Санчес-Лавега, ведущий автор работы, а также директор Аула Эспацо Гела (специальной аудитории космических лекций) и планетологической научной группы университета Страны Басков. Месяц спустя исследования произвели члены планетологической научной группы, используя двухканальную низкошумовую камеру ПланетКам, разработанную этой же командой и установленную на 2,2-метровый телескоп в обсерватории Калар-Альто в испанской Альмерии и подтвердили скорость движения этих атмосферных структур. Изображения, полученные с использованием маленьких телескопов исследователями в других странах, также применялись в исследовании.

Исследователи имели возможность изучить феномен детально после получения времени на исследования на космическом телескопе Хаббла, которое им предоставил его директор. «Очень сложно получить время на исследования с помощью Хаббла, потому что на это очень много претендентов, но его высококачественные изображения сыграли решающую роль в исследовании», — пояснил Санчес-Лавега.

К исследованиям движения в облаках, которые сформировали белое пятно (аномальный шторм размером около 7000 км) и их окружающего пространства, исследователи получили возможность добавить новую ценную информацию о структуре гигантского планетарного струйного потока. К тому же, исследователи установили высоты, достигаемые разными атмосферными структурами, и определили, что ветра значительно ускоряют нижние слои. Они достигают скорости 1100 км/ч в более высоких атмосферных слоях, но на глубине примерно в 150 км от них, скорость движения газов превосходит 1650 км/ч. Кроме того, в то время как глубокие массы стабильны, в более высоких скорость и ширина экваториального течения чрезвычайно изменчивы, возможно, в связи с сезонным циклом солнечного нагрева Сатурна, и их интенсивность увеличена благодаря изменению затенённости кольцами вокруг экватора.

Существует также другой существенный метеорологический феномен над экватором планеты, который может влиять на движение атмосферы: периодическое полугодовое колебание, которое происходит примерно на 50 км выше облачной поверхности и которое вызывает колебания температуры и вынуждает ветра менять силу и направление с востока на запад. И если сложность сатурнианской экваториальной метеорологии была невысока, это те широты, в которых три раза, в 1876 году, в 1933 и 1990 возникало так называемое Большое Белое Пятно; это гигантский шторм, который способен двигаться в любом направлении вокруг планеты и который был видим только в шести случаях за последние 150 лет. Исследования планетологической научной группы сообщают, что этот гигантский шторм является ещё одним признаком изменений в движении экваториального потока.

«Все эти явления происходят в различных масштабах по отношению к мерам нашей планеты. Но, изучая их таким способом в других мирах в абсолютно других условиях, мы можем продвигаться в их понимании и моделировании», — заключил он.

Источник