Загадку найшвидших вітрів у Сонячній системі вирішено: що відбувається на планетах-гігантах
Вчені створили нову єдину модель, яка пояснює чому вітри на Юпітері спрямовані на схід, а вітри на Нептуні — на захід.
Астрономи створили нову модель, яка пояснює екстремальні струменеві течії в атмосфері планет-гігантів Сонячної системи. Струменевою течією називається зона дуже сильного вітру, де швидкість цього вітру становить 500-2000 км/год. Тому екваторіальні струменеві течії на планетах-гігантах є найшвидшими вітрами в Сонячній системі. Уздовж екватора всіх чотирьох гігантських планет, Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна дмуть дуже сильні вітри. Але в одних планет вони дмуть на схід, а в інших планет — на захід. Уперше вчені змогли пояснити це явище за допомогою єдиної моделі. Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, пише Interesting Engineering.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Досі було не зовсім зрозуміло, чому на Юпітері та Сатурні екстремальні вітри на екваторі дмуть на схід, а на Нептуні та Урані — на захід. При цьому у двох перших планет напрямок екваторіальної струменевої течії збігається з напрямком обертання газових гігантів.
Але всі чотири планети мають схожі умови. Вони швидко обертаються, отримують мало сонячного світла і створюють внутрішнє тепло. То чому ж їхні екваторіальні вітри спрямовані в протилежні сторони?
Вчені з'ясували, що для пояснення цих відмінностей не потрібні різні механізми. Замість цього існує один механізм, який природним чином може створювати як східні, так і західні струменеві течії залежно від ключової змінної: товщини атмосфери планети.
Глибоко всередині цих планет тепло піднімається з надр за допомогою конвекції, того ж бурхливого руху, який ми спостерігаємо в киплячій воді. Через дуже швидке обертання планети ці висхідні та низхідні потоки тепла закручуються і витягуються в горизонтальні потоки, також відомі як струменеві течії. За певних умов система може "вибирати" між двома стійкими конфігураціями: екваторіальний струмінь, спрямований на схід, а інший — на захід. Це називається біфуркацією, або точкою, у якій система може перейти в один із двох різних стійких станів залежно від невеликих відмінностей в умовах.
Глибина конвективної області (наскільки глибоко конвекція простягається в атмосферу), мабуть, є вирішальним фактором. За словами вчених, у Юпітера і Сатурна є глибокі конвективні шари, які створюють східні струменеві течії. У Урана і Нептуна, з іншого боку, є більш дрібні конвективні шари, які створюють західні струменеві течії. Тобто один і той самий механізм дає різний напрямок руху вітру.
Екваторіальні струменеві течії на планетах-гігантах є найшвидшими вітрами в Сонячній системі. Їхня швидкість сягає 500 — 2000 км/год. Вітрів із такою швидкістю немає на Землі.
Досі вчені вважали, що вітри на Юпітері, які дмуть у східному напрямку, і вітри на Нептуні, які дмуть у західному напрямку, спричинені абсолютно різними процесами. Але як показує модель, це один і той самий процес, який просто відбувається в різних режимах.
Якщо ця модель правильна, вона також може допомогти пояснити динаміку атмосфер газових і крижаних гігантів, які обертаються навколо інших зірок. Вчені вважають, що багато хто з цих планет, ймовірно, мають схожу швидкість обертання і внутрішнє тепло, як і гігантські планети Сонячної системи.
Як уже писав Фокус, астрономи вперше отримали пряме зображення планети, що формується в розриві протопланетного диска далекої зірки.
Також Фокус писав про те, що космічний телескоп Габбл шукав наднові і виявив щось несподіване. На новому зображенні спіральної галактики NGC 6000, розташованої за 102 мільйони світлових років від нас, також видно і ще один об'єкт, який насправді знаходиться в Сонячній системі.