Ученые выяснили, как возник гигантский шестиугольный шторм Сатурна

С расстояния Сатурн выглядит как спокойный газовый гигант с потрясающими кольцами. Однако, если вы подлетите так же близко, как зонд Кассини, можно увидеть гораздо больше.

Невероятный шторм в форме шестиугольника бушует около северного полюса Сатурна в течение четырех десятилетий — астрономы впервые обнаружили его в 1981 году во время миссии Voyager. Однако даже с видом от зонда Кассини детали на шестиугольнике Сатурна были скудны.

Новая атмосферная модель, протестированная в лаборатории, предполагает, что шторм спускается очень глубоко, потенциально на тысячи километров. Это открытие может помочь объяснить, почему шторм остается относительно устойчивый с тех пор, как мы впервые увидели его.

В прошлом наблюдения и лабораторные эксперименты дали две основные гипотезы о том, как возникла шестиугольная буря на Сатурне.

С одной стороны, она могла образоваться из мелких, чередующихся струй в атмосфере газового гиганта, глубиной в сотни километров, где давление составляет около 10 бар или около того, и где газ более турбулентный.

С другой стороны, шторм мог возникнуть от глубоких зональных струй, простирающихся на тысячи километров вниз, где давление в десятки тысяч раз больше.

Фактически, незадолго до того, как Кассини окончательно перестал подавать сигналы, ученые обнаружили, что зональные струи Сатурна сохраняются вплоть до высот, где давление составляет удивительные 100 000 бар и более.

Имитируя то, что происходит с глубокими турбулентными конвекциями во вращающейся сферической оболочке, исследователи из Гарвардского университета считают, что у них есть правдоподобное объяснение того, почему существует шестиугольник Сатурна.

Трехмерная модель показывает, что глубокая тепловая конвекция во внешних слоях газовых гигантов может самопроизвольно привести к появлению гигантских полярных циклонов, сильных чередующихся зональных течений и высокоэнергетической модели струи в восточном направлении.

Более того, эти зональные струи как качественно, так и количественно похожи на то, что наблюдалось на Сатурне.

«Анализ моделирования показывает, что самоорганизованная турбулентность в виде гигантских вихрей сжимает восточную струю, образуя многоугольные формы», — объясняют авторы.

«Мы утверждаем, что подобный механизм ответственен за возбуждение гексагональной структуры потока Сатурна».

Но это только подтверждение концепции, и нам нужно будет включить гораздо больше атмосферных данных с Сатурна, чтобы модель лучше отражала реальность. Тем не менее, похоже, что мы на правильном пути.

Исследование опубликовано в PNAS.

Источники: Фото: (NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)