Шестиугольный ураган на сатурне: Модель показала устройство шестиугольного урагана на северном полюсе Сатурна — Наука

Содержание

Модель показала устройство шестиугольного урагана на северном полюсе Сатурна — Наука

ТАСС, 8 июня. Британские планетологи создали трехмерную модель шестиугольного урагана на северном полюсе Сатурна и обнаружили, что его существование связано с невидимыми антициклонами в глубинных слоях недр планеты и с процессами теплообмена внутри них. Выводы ученых опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Стабильность этого шестиугольника на протяжении последних 40 лет, а также данные, собранные зондом «Кассини» в последние мгновения его жизни, говорят о том, что «корни» этого вихря уходят далеко вглубь планеты. Мы подтвердили, что это так на самом деле, создав детальную модель потоков газа внутри недр Сатурна», – пишут ученые.

На северном полюсе Сатурна есть очень необычная структура – гигантский шестиугольник примерно 30 тыс. км в поперечнике. Он представляет собой «вечный» ураган, ветра в котором движутся со скоростью примерно в 322 км/ч. Он был открыт еще в начале 1980 годов, когда с Сатурном сблизился зонд «Вояджер-2».

После того, как к этому газовому гиганту в 2004 году прибыл зонд «Кассини», ученые получили уникальную возможность в течение долгого времени наблюдать за тем, как меняется облик этого урагана и изучать его структуру. Эти наблюдения подтвердили, что шестиугольник действительно практически не меняется со временем, но при этом не помогли ученым узнать историю его формирования.

Невидимые корни урагана

Гарвардские планетологи под руководством профессора Гарвардского университета (США) Джереми Блоксхэма нашли возможное объяснение существованию этого «вечного» полярного вихря и его необычной форме, анализируя данные, собранные зондом «Кассини» во время заключительной части его миссии.

Во время нее аппарат периодически сближался с Сатурном на минимальное расстояние и получал уникальные данные по структуре его недр. Замеры, которые проводили инструменты «Кассини» в ходе этих пролетов, указали на то, что все сильные постоянные ветра на Сатурне уходят глубоко в недра планеты.

Блоксхэм и его коллеги попытались воспроизвести подобный рисунок ветров, создав детальную компьютерную модель атмосферы Сатурна. Она учитывала различия в поведении разных типов вихрей внутри нее и характер теплообмена между разными слоями недр планеты.

Эти расчеты показали, что шестиугольник на самом деле устроен значительно сложнее, чем на то указывают его простые фотографии с камер «Кассини». Оказалось, что форма и постоянство урагана были связаны с тем, что на большой глубине его окружают три антициклона. Газ внутри них движется в сторону, противоположную самой полярной воронке.

Хорошо различимые следы этих вихрей исчезают задолго до их выхода на «поверхность» Сатурна, однако они ограничивают движение центрального вихря на полюсе планеты и задают его шестиугольную форму, влияя на характер движения ветров вокруг северного полюса газового гиганта.

Что интересно, эти расчеты предсказывают существование еще одной подобной вихревой структуры, которая должна быть расположена не на южном полюсе планеты, а где-то на 60-й параллели южной широты. Нечто похожее «Кассини» действительно обнаружил еще в 2004 году, изучая вихри южного полушария Сатурна. Это говорит о реалистичности созданной ими модели, заключают британские планетологи.

Шестиугольный шторм на Сатурне поменял свой цвет — и никто не знает, почему / Хабр


Реальный цвет урагана. Фото получено 26 июня в 2013 году (Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Val Klavans)

Сатурн — одна из самых необычных планет Солнечной системы. Конечно, каждая планета уникальна, но у Сатурна сразу несколько отличий от других планет. Во-первых, это газовый гигант. Во-вторых, у Сатурна есть кольца. В-третьих, здесь уже много сотен лет идет шторм, причем у этого объекта шестиугольная форма.

Сейчас оказалось, что этот атмосферный вихрь с течением времени еще и меняет свой цвет. За четыре года наблюдений цвет шестиугольника изменился от голубого до золотистого. Причем специалисты пока не могут дать ответ на вопрос «почему?». Есть лишь несколько предположений. Одно из них — цвет меняется из-за сезонных изменений атмосферы газового гиганта.

Шестиугольный шторм Сатурна был открыт около 30 лет назад. Его диаметр составляет 32 000 км, глубина — минимум 100 километров. Скорость перемещения атмосферных масс здесь составляет 150 м/с. «Глаз» урагана примерно в 50 раз больше размеров среднего «глаза» урагана на Земле. В прошлом году астрономы выложили видео вращения данного объекта, собранное из множества фотографий, которые получил аппарат «Кассини». Речь идет об использовании примерно 30 тысяч фотографий Сатурна.


Ученые говорят, что каждая точка урагана вращается вокруг центра со скоростью, примерно равной скорости вращения планеты вокруг своей оси. По мнению специалистов, ураган постоянно создает новые и новые облака. Сам ураган находится в районе северного полюса планеты. Возможно, этот атмосферный объект существует не десятки, а сотни лет.

За годы изучения урагана астрономы получили большое количество информации об этом атмосферном явлении, и неплохо понимают процессы, происходящие внутри урагана. Но вот почему ураган меняет свой цвет — по-прежнему загадка. Кроме того, загадкой является и сила, которая заставляет вращаться участок атмосферы планеты-гиганта. Сделать вихрь не так сложно, говорят ученые, но вот поддерживать его вращение в течение сотен лет гораздо сложнее. «Воду без труда можно заставить вращаться в ведре. Вращаясь, она будет формировать воронку в центре. Но на Сатурне нет ведер, кроме того, ураган здесь — шестиугольной формы, это не окружность».

По мнению представителей NASA, причиной смены цвета урагана могут быть сезонные изменения. Сатурнианский год длится 29 земных лет. Смена сезонов на Сатурне происходит примерно раз в семь лет. В последнее время планета получает больше солнечных лучей, чем в предыдущий сезон — здесь была «зима». Может быть, увеличение количества получаемой планетой энергии и есть причина «золочения» урагана.

«Изменение цвета, возможно, лишь следствие смены времен года на Сатурне. В частности, переход цвета от голубоватого до золотистого может объясняться прохождением фотохимических реакций в атмосфере», — говорится в заявлении NASA. Интересно, что в 2017 году можно будет наблюдать сатурнианское солнцестояние.

Как все это работает? Возможно, говорят ученые, шестиугольник функционирует, как барьер, который предотвращает попадание аэрозоля и частиц, образованных снаружи, внутрь. При внимательном рассмотрении структуры урагана видно, что два различных типа частиц собираются в пределах урагана и за его стенками.

«Внутри шестиугольника много мелких облаков, а за его пределами — больше крупных облаков. Шестиугольник работает в качестве заграждения, в некотором роде он похож на дыру в озоновом слое Земли», — заявил Кунио Саянаги, участник команды проекта Cassini.

В течение полярной зимы Сатурна, длившейся с ноября 1995 года по август 2009-го, в атмосфере на Северном полюсе газового гиганта не наблюдались аэрозоли, которые образуются благодаря фотохимическим реакциям. В основном, речь идет о взаимодействии лучей Солнца и атмосферы планеты. В этом случае шестиугольник имеет голубоватый цвет.

Начиная с августа 2009 года Сатурн стал получать все больше и больше солнечного света. Возможно, за несколько лет солнечные лучи помогли образованию большого колиества аэрозолей в шестиугольнике и в атмосфере на всём северном полюсе. В результате здесь появилось больше «тумана» и Сатурн стал золотистым.


«Здесь могут играть роль и другие явления», — говорится на сайте NASA. «Ученые считают, что сезонные изменения, включая увеличение количества солнечной энергии, поглощаемой Сатурном, вероятно, влияют на ветры на полюсах».

Сейчас межпланетная станция «Кассини» находится на орбите Сатурна, изучая эту планету и ее спутники. Ранее с ее помощью ученые узнали, что на Сатурне часто выпадают осадки в виде дождей из жидкого гелия. По словам астрономов, гелий перемещается из верхних слоев атмосферы в нижние, в результате чего образуется дождь. Условия возникновения осадков такого рода ученые смогли смоделировать, теперь известны факторы, влияющие на выпадение гелиевых осадков.

Ученые разгадали загадку шестиугольного шторма на Сатурне (видео)

Исследователи создали компьютерную модель, которая объяснила необычную форму урагана на газовом гиганте.

Ученые считают, что разгадали одну из загадок массивного шторма на Сатурне, который имеет необычную шестиугольную форму. Об этом сообщает SciTechDaily.

Шестигранный вихрь – это атмосферное явление, которое интересовало планетологов с момента его открытия в 1980-х годах в рамках американской программы Voyager. Шторм составляет более 30 тыс. км в диаметре и ограничен полосами ветров, дующих до 500 км/ч.

Двое ученых профессор геофизики Джереми Блоксхэм и научный сотрудник лаборатории Блоксхэма в Гарвардском отделении наук о Земле Ракеш Ядав создали модель, чтобы понять, как появился такой вихрь.

Важно

Ученые увидели «тигриные полосы» на поверхности спутника Сатурна

«Мы регулярно видим штормы на Земле, и они всегда спиралевидные, иногда круглые, но никогда не имеют шестиугольных сегментов или многоугольников с краями. Это действительно поразительно и совершенно неожиданно. Вопрос в том, как образовалась такая большая система, и как она может сохранять свою форму на протяжении такого количества времени», – говорит Ядав.

В своей статье ученые говорят, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки глубоко внутри Сатурна создают большие и маленькие вихри (также известные как циклоны).

Они окружают более крупный поток, дающий на восток возле северного полюса планета. Внутри него также есть ряд штормов. Более мелкие штормы взаимодействуют с более крупной системой, в процессе защемления струя превращается в шестиугольник.

«Этот ураган кружит вокруг планеты и должен сосуществовать с этими более мелкими штормами. Представьте, что у вас есть резинка, и мы помещаем вокруг нее кучу небольших резинок, а затем сжимаем все вместе. Центральное кольцо будет сжато и образует странную форму с определенным количеством краев. У нас есть более мелкие бури, которые соприкасаются с большими бурями в полярном регионе, и поскольку они должны сосуществовать, им приходится находить для себя место», – отмечают ученые.

Созданная модель предполагает, что шторм имеет глубину в тысячи километров и находится далеко под вершинами облаков Сатурна. Моделирование имитирует внешний слой планеты и показывает лишь около 10% ее радиуса. В течение месяца исследований, компьютерное моделирования показало, что явление глубокой тепловой конвекцией может вызывать атмосферные потоки, которые создают большие полярные потоки, циклоны и гигантский восточный ураган.

Когда они смешиваются, наверху образуется неожиданная форма, а поскольку буря образуется глубоко внутри планеты, это делает шестиугольным шторм сильным и устойчивым.

Конвекция – это та же сила, которая вызывает торнадо и ураганы на Земле. Процесс похож на закипание воды в кастрюле: тепло от дна передает на более холодную поверхность, которая начинает бурлить. Считается, что именно подобный процесс вызывает большинство штормов на Сатурне, который являясь газовым гигантом, не имеет твердой поверхности, как у Земли.

Трехмерная модель помогла объяснить формирование шестиугольной бури на Сатурне

07 Октября – ГЛАС. Сатурн с его ослепительной системой ледяных колец был объектом восхищения с древних времен, и даже сейчас шестая планета от Солнца таит много загадок, отчасти потому, что ее удаленность затрудняет прямое наблюдение, а отчасти потому, что этот газовый гигант (который в несколько раз больше нашей планеты) имеет состав и атмосферу, в основном водород и гелий, поэтому в отличие от Земли


Одна из загадок Сатурна связана с массивным штормом в форме шестиугольника на его 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 тысяч миль в диаметре и ограничен полосами ветров, дующих до 300 миль в час. Урагана, подобного ему, не существует ни на одной другой известной планете или луне.

 

Двое из многих ученых, ставших охотниками за межпланетными штормами, работающими над раскрытием секретов этого чуда – это Джереми Блоксхэм, профессор геофизики Маллинкродта, и научный сотрудник Ракеш К. Ядав, который работает в лаборатории Блоксхэма в Гарвардском отделении Земли и Планетарные науки. 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. [Вопрос о Сатурне] как образовалась такая большая система и как такая большая система может оставаться неизменной на этой большой планете?».

 

Создав трехмерную имитационную модель атмосферы Сатурна, Ядев и Блоксхэм полагают, что они приближаются к ответу. В своей статье ученые говорят, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки глубоко внутри Сатурна создают большие и маленькие вихри (также известные как 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 захватывают восточную струю и ограничивают ее вершиной планеты. В процессе защемления струя превращается в шестиугольник.

 

Ранее ГЛАС писал о том, что горячая экзопланета размер которой предположительно меньше нашей планеты Земля, была обнаружена группой астрономов на орбите рядом с красным карликом.

НАСА опубликовало видео первого пролёта «Кассини» через атмосферу Сатурна

«Кассини» подлетает к Сатурну, рисунок picstopin.com

Команда «Кассини» обнародовала первую детальную видеозапись пролёта космического зонда через верхние слои атмосферы Сатурна во время первого «нырка» в промежуток между кольцами и планетой, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на НАСА.

«Эти снимки великолепны, но мы не использовали все возможности камеры, применив достаточно консервативные настройки. Мы проведём аналогичные наблюдения 28 июня и, как я считаю, получим ещё более красивые и интересные с научной точки зрения снимки», — заявил Эндрю Ингерсолл (Andrew Ingersoll) из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США).

Недавно «Кассини» официально начал заключительную фазу своей жизни, в последний раз встретившись с Титаном. Сближение с этим спутником помогло зонду поменять траекторию и выйти на курс столкновения с планетой-гигантом, в атмосфере которой он сгорит в середине сентября. До этого ему предстоят 22 пролета через промежуток между кольцами и их «властелином».

На прошлой неделе «Кассини» совершил первый подобный пируэт, максимально сблизившись с Сатурном и получив массу новых научных данных по устройству недр и атмосферы планеты-гиганта. Для дополнительной защиты НАСА развернуло главную антенну зонда так, что она стала своеобразным щитом, защищающим космический аппарат от пылинок и микроастероидов.

Во время этого пролёта камеры зонда, как рассказывает Ингерсолл, работали фактически непрерывно и получали снимки облаков и верхних слоев атмосферы Сатурна на протяжении часа. Специалисты НАСА выбрали самые удачные фото и скомпоновали их в короткий видеоролик.

Главной звездой этого короткометражного фильма стал знаменитый шестиугольный ураган на северном полюсе Сатурна, снимки которого «Кассини» ещё не получал со столь высокой точностью. Как отмечают планетологи, эти фотографии уже поменяли их представления о том, как ведёт себя гигантский шторм.

«Меня удивило, что стенки шестиугольника и центральная воронка урагана на полюсе имеют столь четкие границы. Что-то, что мы пока не знаем, удерживает слои на разных широтах от смешивания, благодаря чему границы между ними остаются чёткими», — добавляет Кунио Сайянаги (Kunio Sayanagi) из Хэмптоновского университета (США).

Подобные открытия стали возможны благодаря тому, что в момент подготовки видеоролика зонд находился на расстоянии всего в 6700 километров от поверхности облаков Сатурна, так что мог видеть даже самые небольшие структуры в атмосфере — размером составляли всего 800 метров.

В следующий раз «Кассини» пролетит через дыру между кольцами и планетой в 9:00 мск 9 мая. Он попытается заглянуть в недра Сатурна и найти гравитационные аномалии, «просветит» кольца планеты при помощи радиоволн, а также получит снимки Титана с большого расстояния и измерит температуру его облаков.

Новая 3D-модель может объяснить формирование шестиугольника Сатурна

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».

Шестиугольник Сатурна — Saturn’s hexagon: o_uyevve — LiveJournal

Визитная карточка Сатурна — шестиугольный ураган на северном полюсе. Причудливый гексагональный узор облаков был впервые обнаружен в 1988 году учеными, рассматривавшими данные о полетах Вояджера на Сатурн в 1980 и 1981 годах, но его существование не было подтверждено до тех пор, пока космический аппарат НАСА «Кассини» не обследовал кольцевую планету вблизи много лет спустя.

Структура, содержащая в своем центре бурлящий шторм, имеет ширину около 32 000 километров, и тепловые снимки показывают, что она уходит на глубину примерно 100 км в атмосферу Сатурна.

«Вояджер» и «Кассини» выявили многие особенности этого странного шестиугольника, которые могли бы помочь объяснить, как он образовался. Например, точки шестиугольника вращаются вокруг своего центра почти с той же скоростью, с какой Сатурн вращается вокруг своей оси. Более того, воздушный поток, очень похожий на те, что наблюдаются на земле, течет на восток со скоростью около 220 миль в час (360 км/ч) на Сатурне, по траектории, которая, по-видимому, следует контуру шестиугольника.

Теперь исследователи разработали модель, которая, как они предполагают, соответствует особенностям шестиугольника лучше, чем предыдущие попытки. «Шестиугольник — это просто поток воздуха, — сказал Эндрю Ингерсолл, член группы визуализации Cassini в Калифорнийском технологическом институте Пасадена в заявлении для прессы. «Ураган на Земле обычно длится неделю, но этот был здесь десятилетиями—и кто знает, может быть, столетиями». В отличие от Земли, где рельеф нарушает погодные условия, Сатурн-газовый гигант. Это означает, что реактивные потоки, подобные шестиугольнику, могут беспрепятственно вращаться вокруг планеты в течение длительного периода времени.

источник

Мы можем наконец понять, как возникла гигантская шестиугольная буря Сатурна

Издалека Сатурн похож на безмятежного газового гиганта с потрясающими кольцами, движущегося по своей орбите практически без суеты. Однако, если вы подойдете так близко, как Кассини, произойдет гораздо больше.

Бурный шторм в форме шестиугольника бушует около северного полюса Сатурна уже не менее четырех десятилетий — мы впервые обнаружили его в 1981 году во время миссии «Вояджер». Однако даже с учетом вида из первого ряда с зонда «Кассини» детали о шестиугольнике Сатурна были скудными.

Новая модель атмосферы, протестированная в лаборатории, теперь предполагает, что шторм идет очень глубоко, потенциально на тысячи километров. Это открытие может помочь объяснить, почему шторм остается относительно стабильным явлением с тех пор, как мы впервые его заметили.

(NASA / JPL-Caltech / SSI)

В прошлом прямые наблюдения и лабораторные эксперименты выдвинули две основные гипотезы относительно того, почему существует шестиугольная буря Сатурна.

С одной стороны, он мог образоваться из неглубоких, чередующихся струй в атмосфере газового гиганта на глубине в сотни километров, где давление составляет около 10 бар и где газ более турбулентен.

С другой стороны, это могло быть более глубоко укоренившееся, исходящее из глубоких зональных струй, простирающихся на тысячи километров вниз, где давление в десятки тысяч раз выше и где вращение и топография планеты могут разжигать безумие.

Фактически, незадолго до того, как «Кассини» сделал свой последний шаг на пенсию, мы обнаружили, что зональные струи Сатурна сохраняют свою силу до высот, где давление составляет поразительные 100 000 бар и более. Чтобы представить это в перспективе, солнечный свет проникает не намного глубже, чем одна полоса на Сатурне; эти вихри более глубокие и стабильные, чем кажется на первый взгляд.

Моделируя то, что происходит с глубокой турбулентной конвекцией во вращающейся сферической оболочке, исследователи из Гарвардского университета теперь думают, что у них есть правдоподобное объяснение того, почему существует шестиугольник Сатурна.

Их трехмерная модель показывает, что глубокая тепловая конвекция во внешних слоях газовых гигантов может спонтанно вызывать гигантские полярные циклоны, яростные чередующиеся зональные потоки и направление струй в высоких широтах на восток.

Более того, эти зональные джеты качественно и количественно аналогичны тем, что наблюдались на Сатурне.

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

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

Изменение во времени линий тока потока с северной точки зрения. (Yadav and Bloxham, PNAS, 2020)

Итак, модель команды не отражает всех аспектов атмосферы Сатурна — она ​​включает только внешнюю десятую радиуса планеты — и их полярные струи продолжали формировать треугольники вместо шестиугольников.

Тем не менее, авторы уверены, что эта упрощенная ситуация может помочь нам выяснить некоторые особенности, наблюдаемые на Сатурне, особенно сейчас, когда у нас нет Кассини, чтобы помочь нам.

В их моделировании возник большой циклон с центром на северном полюсе, в то время как несколько меньших циклонов присоединились к сильной струе, направленной на восток немного севернее экватора.

Хотя этот центральный циклон был достаточно силен, чтобы преодолеть турбулентность газа у поверхности, окружающие вихри были замаскированы всей этой волатильностью на более мелких уровнях, делая их больше похожими на многоугольные струи, чем на торнадо.

(Ядав и Блоксхэм, PNAS, 2020).

Вверху: Различные уровни симуляции атмосферы от северного полюса, где A — самый глубокий, а D — самый мелкий.

«Аналогичный сценарий можно представить для Сатурна, где гексагональная форма струи поддерживается шестью соседними большими вихрями, которые скрыты более хаотической конвекцией в более мелких слоях», — пишут авторы.

Это может быть причиной того, что некоторые другие модели и наблюдения указывают на присутствие более мелких струй в некоторых областях шестиугольника Сатурна, хотя на самом деле истина лежит гораздо дальше.

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

Исследование было опубликовано в PNAS.

Шестиугольник Сатурна в движении | Сатурн — НАСА Исследование солнечной системы

Этот красочный вид из миссии НАСА «Кассини» представляет собой снимок с высочайшим разрешением уникального шестигранного реактивного потока на северном полюсе Сатурна, известного как «шестиугольник». «Этот фильм, сделанный из изображений, полученных с помощью фотоаппаратов« Кассини », является первым, в котором показан шестиугольник в цветных фильтрах, и первым фильмом, в котором показан полный вид от северного полюса до примерно 70 градусов северной широты.

В этом фильме ученые могут увидеть движение самых разных облачных структур, находящихся внутри шестиугольника. На северном полюсе находится мощный ураган с глазом, примерно в 50 раз большим, чем средний ураган на Земле. (Более подробная информация об урагане Сатурн находится на PIA14947.) Также присутствуют многочисленные маленькие вихри, которые выглядят как красноватые овалы. Некоторые из этих вихрей вращаются по часовой стрелке, в то время как шестиугольник и ураган вращаются против часовой стрелки. Некоторые из этих более мелких деталей уносятся струей шестиугольника, как на гоночной трассе. Самый большой из этих вихрей, видимый около правого нижнего угла шестиугольника и кажущийся беловатым, охватывает около 2200 миль (3500 километров), что примерно вдвое больше самого большого урагана на Земле.

Шестиугольник — это просто поток воздуха, а погодные условия, которые имеют с ним сходство, заведомо турбулентны и нестабильны.Ураган на Земле обычно длится неделю, но он длится десятилетия — и кто знает — может быть, столетия.

— Эндрю Ингерсолл, группа обработки изображений Cassini

Различия в этой версии фильма, в которой разные длины волн света от ультрафиолетового до видимого и инфракрасного были присвоены цвета, демонстрируют четкий контраст между типами атмосферных частиц внутри и снаружи шестиугольника. Внутри шестиугольника меньше крупных частиц дымки и концентрация мелких частиц дымки, а за пределами шестиугольника все наоборот.Реактивный поток, образующий шестиугольник, кажется, действует как преграда, в результате чего в Антарктике образуется нечто вроде «озоновой дыры».

В этом фильме показан вид прямо над северным полюсом, идущий в ногу с вращением планеты, так что все движения, видимые на экране, являются движением шестиугольного реактивного потока или штормов внутри него, без какого-либо дополнительного движения от вращение самой планеты. Исходные изображения были повторно проецированы, чтобы показать этот полярный вид.

Виды шестиугольника с высоким разрешением стали возможны только недавно из-за смены сезонов на Сатурне и изменений орбиты космического корабля Кассини.Северный полюс был темным, когда «Кассини» впервые прибыл в июле 2004 года. Солнце действительно начало освещать всю внутреннюю часть шестиугольника только в августе 2009 года, с началом северной весны. В конце 2012 года «Кассини» начал совершать колебания над полюсами Сатурна, улучшая вид на шестиугольник.

Восемь кадров фильма были сняты за 10 часов 10 декабря 2012 г. Каждый из восьми кадров состоит из 16 проецируемых на карту изображений (четыре на каждый цветовой фильтр и четыре фильтра на кадр), поэтому фильм объединяет данные из 128 всего изображений.

В этой цветовой схеме ученые отнесли красный к 0,750-микронной части светового спектра (ближней инфракрасной области). Эта часть спектра проникает через слой высокогорной дымки, чтобы почувствовать верхнюю часть слоя тропосферных облаков. Они присвоили зеленый цвет 0,727-микронной части светового спектра, который воспринимает верхнюю тропосферную дымку (длина волны в ближнем инфракрасном диапазоне, соответствующая полосе поглощения метана). Они присвоили синий цвет сумме синего и ультрафиолетового широкополосных фильтров — вместе взятых, этот синий канал покрывает между 0.400 и 0,500 микрон (покрытие от очень близкого ультрафиолета до синего в видимом свете). Эта часть спектра чувствительна к мелким аэрозолям.

Человеческому глазу шестиугольник и северный полюс кажутся золотыми и синими. См. PIA14945 для неподвижного изображения области в естественных цветах.

Черно-белая версия фильма Кассини «Гексагон».

Новая 3D-модель может объяснить образование шестиугольной бури на Сатурне — ScienceDaily

Сатурн с его ослепительной системой ледяных колец с древних времен был объектом восхищения.Даже сейчас шестая планета от Солнца таит много загадок, отчасти потому, что ее удаленность затрудняет прямое наблюдение, а отчасти потому, что этот газовый гигант (который в несколько раз больше нашей планеты) имеет состав и атмосферу, в основном водород и гелий, поэтому в отличие от Земли. Узнав об этом больше, можно будет получить представление о создании самой Солнечной системы.

Одна из загадок Сатурна связана с массивным штормом в форме шестиугольника на его 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 до 300 миль в час. Урагана, подобного ему, не существует ни на одной другой известной планете или луне.

Двое из многих ученых, ставших охотниками за межпланетными штормами, работающими над раскрытием секретов этого чуда, — это Джереми Блоксхэм, профессор геофизики Маллинкродта, и научный сотрудник Ракеш К.Ядав, который работает в лаборатории Блоксхэма в Гарвардском отделении наук о Земле и планетах. В недавно опубликованной статье 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. [Вопрос о Сатурне] как образовалась такая большая система и как такая большая система может оставаться неизменной на этой большой планете?»

Ядев и Блоксхэм полагают, что, создав трехмерную имитационную модель атмосферы Сатурна, они приблизились к ответу.

В своей статье ученые говорят, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки глубоко внутри Сатурна создают большие и маленькие вихри (также известные как циклоны), которые окружают более крупный горизонтальный струйный поток, дующий на восток около северного полюса планеты, который также имеет ряд бури внутри него. Более мелкие штормы взаимодействуют с более крупной системой и в результате эффективно сжимают восточную струю и ограничивают ее вершиной планеты. В процессе защемления струя превращается в шестиугольник.

«Этот джет кружит вокруг планеты и должен сосуществовать с этими локализованными [меньшими] штормами», — сказал Ядав, ведущий автор исследования. Подумайте об этом так: «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 на несколько дюймов и сформирует странная форма с определенным количеством граней — это в основном физика происходящего.У нас есть эти более мелкие штормы, и они, по сути, сжимают более крупные штормы в полярном регионе, и, поскольку они должны сосуществовать, им нужно каким-то образом найти место для размещения каждой системы. Таким образом они получат многоугольную форму ».

Модель, созданная исследователями, предполагает, что шторм имеет глубину в тысячи километров, далеко под вершинами облаков Сатурна. Моделирование имитирует внешний слой планеты и покрывает только около 10 процентов ее радиуса. В течение месяца, проведенного учеными, компьютерное моделирование показало, что явление, называемое глубокой тепловой конвекцией, которое происходит, когда тепло передается из одного места в другое за счет движения жидкостей или газов, может неожиданно вызвать атмосферные потоки, которые создают большие полярные циклоны и высокоширотный восточный джет.Когда они смешиваются наверху, образуется неожиданная форма, а поскольку бури формируются глубоко внутри планеты, ученые 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 снизу передается на более холодную поверхность, заставляя верхнюю часть пузыриться. Считается, что именно это вызывает многие штормы на Сатурне, который, будучи газовым гигантом, не имеет твердой поверхности, как у Земли.

«Гексагональная структура потока на Сатурне — яркий пример турбулентной самоорганизации», — написали исследователи в июньской статье. «Наша модель одновременно и самосогласованно создает чередующиеся зональные струи, полярный циклон и шестиугольные многоугольные структуры, подобные тем, которые наблюдаются на Сатурне».

Однако модель не имела 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 остается относительно неизменной на протяжении почти 40 лет.

Интерес к шестиугольной буре Сатурна восходит к 1988 году, когда астроном Дэвид А. Годфри проанализировал данные пролета Сатурна космического корабля «Вояджер» в 1980 и 1981 годах и сообщил об открытии. Десятилетия спустя, с 2004 по 2017 год, космический корабль НАСА Кассини сделал некоторые из самых четких и известных изображений аномалии перед тем, как погрузиться в планету.

Относительно мало известно о шторме, потому что планете требуется 30 лет, чтобы вращаться вокруг Солнца, оставляя на это время любой полюс в темноте. Кассини, например, сделал тепловые изображения бури, когда она впервые появилась в 2004 году. Даже когда солнце светит на северный полюс Сатурна, облака настолько густые, что свет не проникает глубоко в планету.

Несмотря на это, существует множество гипотез о том, как образовалась буря. Большинство из них основаны на двух школах мысли: одна предполагает, что шестиугольник неглубокий и простирается только на сотни километров в глубину; другой предполагает, что зональные струи имеют глубину в тысячи километров.

Выводы Ядева и Блоксхэма основаны на последней теории, но необходимо включить больше атмосферных данных с Сатурна и дополнительно уточнить их модель, чтобы создать более точную картину того, что происходит со штормом.В целом, дуэт надеется, что их выводы помогут нарисовать портрет активности на Сатурне в целом.

«С научной точки зрения, атмосфера действительно важна для определения того, как быстро остывает планета. Все эти вещи, которые вы видите на поверхности, по сути, являются проявлениями охлаждения планеты, и охлаждение планеты говорит нам о многом. о том, что происходит внутри планеты », — сказал Ядав. «Научная мотивация в основном заключается в понимании того, как появился Сатурн и как он развивается с течением времени.«

Моделирование помогает объяснить загадочный шестиугольник Сатурна

Новое исследование таинственной шестиугольной бури на северном полюсе Сатурна предполагает, что это явление на самом деле является результатом активности, происходящей на всей планете.

В новой статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые говорят, что неестественно выглядящий ураган возникает, когда атмосферные потоки через Сатурн создают большие и маленькие циклоноподобные вихри. Эти бури, скорее всего, закручиваются глубоко внутри планеты, а их конвекционные воронки «сжимают» атмосферные потоки, ограничивая их вершиной Сатурна в форме шестиугольника.

«Гексагональный поток на Сатурне — яркий пример турбулентной самоорганизации», — написали исследователи в своей статье. «Наша модель одновременно и самосогласованно создает чередующиеся зональные струи, полярный циклон и шестиугольные многоугольные структуры, подобные тем, которые наблюдаются на Сатурне».

На Сатурне космический аппарат НАСА «Кассини» сделал снимки, показывающие вид с высоким разрешением шестиугольного реактивного потока. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton

. На причудливую шестигранную облачную структуру, вращающуюся вокруг всего северного полюса Сатурна, намекнули, когда космический корабль «Вояджер» пролетел над планетой 40 лет назад в ноябре 1980 года.Космический аппарат «Кассини» прибыл на орбиту Сатурна в 2004 году, но не смог сделать снимки этого региона до 2007 года. Потрясающие изображения подробно показали гексагональную структуру.

«Мы регулярно видим штормы на Земле, и они всегда спиралевидные, иногда круглые, но никогда не имеют шестиугольных сегментов или многоугольников с краями», — сказал Ракеш К. Ядав, научный сотрудник факультета наук о Земле и планетах Гарвардского университета. — автор статьи. «Это действительно поразительно и совершенно неожиданно.Вопрос по Сатурну заключается в том, как образовалась такая большая система и как такая большая система может оставаться неизменной на этой большой планете? »

Шестигранный шторм бывает только на северном полюсе. Хотя на южном полюсе Сатурна тоже сильный шторм, он больше похож на ураган с гигантским глазом. Данные Кассини показали, что шестиугольник простирается намного глубже, чем предполагали ученые, по первоначальным оценкам, достигающим 100 км (60 миль) ниже вершины облаков.

Но новая модель, созданная Ядавом и профессором геофизики Джереми Блоксхэмом, предполагает, что глубина бури может достигать тысячи километров.

Ученые провели компьютерное моделирование атмосферных потоков Сатурна в течение месяца. Он показал, что явление, называемое глубокой тепловой конвекцией, которое происходит, когда тепло передается из одного места в другое за счет движения жидкостей или газов, может неожиданно вызвать атмосферные потоки, которые создают большие полярные циклоны и струи в высоких широтах на восток. Когда они смешиваются на вершине планеты, образуется неожиданная форма. И поскольку штормы образуются глубоко внутри планеты, ученые сказали, что это делает шестиугольник яростным и стойким.

Моделирование, основанное на фактических данных миссии «Кассини», показало, что более мелкие штормы в атмосфере Сатурна окружают более крупный горизонтальный реактивный поток, дующий на восток около северного полюса планеты. Более мелкие штормы взаимодействуют с более крупной системой струйных потоков и в результате эффективно сжимают восточную струю и ограничивают ее вершиной планеты. В процессе защемления струя превращается в шестиугольник.

Шестиугольник Сатурна, увиденный космическим аппаратом «Вояджер-1» в 1980 году (НАСА)

«Этот реактивный самолет движется вокруг планеты и должен сосуществовать с этими локализованными [меньшими] штормами», — сказал Ядав.«Подумайте об этом так: представьте, что у нас есть резинка, и мы помещаем вокруг нее кучу меньших резиновых лент, а затем просто сжимаем все это снаружи. Это центральное кольцо будет сжато на несколько дюймов и образовать странную форму с определенным количеством краев. Это в основном физика происходящего. У нас есть эти более мелкие бури, и они в основном захватывают более крупные бури в полярном регионе, и, поскольку они должны сосуществовать, они должны каким-то образом найти место для размещения каждой системы.Таким образом они получат многоугольную форму ».

Исследователи заявили, что их компьютерная модель не дает идеального шестиугольника. Вместо этого они увидели форму многоугольника с девятью сторонами, который двигался быстрее, чем шторм Сатурна. Тем не менее, по их словам, форма служит доказательством концепции общего тезиса о том, как образовался гигантский шторм и почему он остается относительно неизменным в течение почти 40 лет.

Ядев и Блоксхэм сказали, что им нужно больше данных об атмосфере Сатурна для дальнейшего уточнения их модели и создания более точной картины того, что происходит со штормом в долгосрочной перспективе.

«Научная мотивация в основном заключается в понимании того, как появился Сатурн и как он развивается с течением времени», — сказал Ядав.

Дополнительная литература:

Гарвардский университет
PNAS

Как это:

Нравится Загрузка …

Новая модель объясняет шестигранный шторм Сатурна

  • Новая модель атмосферы Сатурна может наконец объяснить, как там возник шторм причудливой формы.
  • Модель создала полигональную штормовую систему, аналогичную, но не идентичную той, что наблюдалась на Сатурне.
  • Открытия могут пролить свет на формирование Солнечной системы.

В Солнечной системе есть несколько странных вещей. Уран вращается на боку, Венера поворачивается назад, Меркурий сжимается, Нептун излучает гораздо больше тепла, чем получает от Солнца, а на северном полюсе Сатурна находится шторм шестиугольной формы.

В своей бесконечной попытке понять космос ученые посвятили этим темам довольно много времени. Теперь, после долгих лет спекуляций, новая статья, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, может наконец объяснить источник шторма причудливой формы на Сатурне.

Впервые замеченный в 1980-х годах проходящим космическим кораблем «Вояджер», а затем наблюдаемый миссией Кассини-Гюйгенс, шторм оценивается в 29 000 км (18 000 миль) в ширину и на 2 000 км (1200 миль) длиннее диаметра Земли. Известно, что он меняет цвет с синего на золотой и вращается с тем же периодом, что и естественное радиоизлучение Сатурна. На южном полюсе не существует шторма подобной формы, хотя штормовой вихрь там был замечен.

Ничего подобного не было.

Чтобы определить, как шторм принимает свою уникальную форму, профессор Гарварда, Джереми Блоксхэм и научный сотрудник Ракеш К. Ядав создали модель атмосферы Сатурна, которая имитирует внешний слой планеты. Запустив моделирование в течение месяца, они обнаружили, что движение тепла может вызвать массивные полярные бури и сильный реактивный поток, направленный на восток. Когда эти явления сочетаются, они образуют своеобразную форму в попытке разделить одно и то же пространство.

Ведущий автор исследования Ракеш К.Ядав объяснил, что происходит на Phys.org:

«Эта струя кружит вокруг планеты, и она должна сосуществовать с этими локализованными [меньшими] штормами. Представьте, что у нас есть резинка и мы помещаем кучу меньшего размера из резины. полосы вокруг него, а затем мы просто сжимаем все это снаружи. Это центральное кольцо будет сжато на несколько дюймов и образует какую-то странную форму с определенным количеством краев. Это в основном физика того, что происходит. У нас есть эти меньшие штормы, и они в основном сжимают более крупные штормы в полярном регионе, и, поскольку они должны сосуществовать, они должны каким-то образом найти место для размещения каждой системы.Поступая так, они в конечном итоге образуют эту многоугольную форму ».

Их модель также предполагает, что штормы формируются очень глубоко в атмосфере Сатурна, что является потенциальной причиной того, что они продолжаются до тех пор, пока не претерпели значительных изменений в форме или интенсивности. Продолжаются споры о том, как далеко заходит шторм. Хотя это исследование действительно придает значение позиции, что он простирается очень далеко, возможно, на тысячи километров, в атмосферу Сатурна, модель была ограничена моделированием поверхностной и приповерхностной активности.

Для разрешения этого спора потребуются дальнейшие уточнения модели.

Следует также отметить, что модель создала не шестиугольник, а многоугольник с девятью сторонами (nonagon), который вращался с другой скоростью, чем шторм на Сатурне. Несмотря на это, ученые утверждают, что это доказательство концепции, которая поддерживает центральный тезис о том, как шторм такой странной формы может возникать и продолжаться более четырех десятилетий.

Почему это важно на Земле

Выяснение этого может также помочь пролить свет на формирование Сатурна, а в дальнейшем и на формирование Солнечной системы. Как объясняет Ядав:

«С научной точки зрения, атмосфера действительно важна для определения того, как быстро остывает планета. Все эти вещи, которые вы видите на поверхности, в основном являются проявлениями остывания планеты и охлаждения планеты. Вниз многое говорит нам о том, что происходит внутри планеты. Научная мотивация в основном заключается в понимании того, как появился Сатурн и как он развивается с течением времени ».

Понимание того, как возникла Солнечная система, может помочь нам не только понять, как могут работать другие звездные системы, но также помочь нам определить, как наша Солнечная система, включая Землю, изменится в будущем.Так что, даже если вам не нужно беспокоиться о шестиугольном шторме в ближайшее время, вы можете когда-нибудь извлечь выгоду из попытки понять, как такое могло вообще существовать.

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

Гексагональный ураган Сатурна — ярко-синий | НОВА

На прошлой неделе космический аппарат НАСА «Кассини»

Получайте электронные письма о предстоящих программах NOVA и сопутствующем контенте, а также предоставляйте репортажи о текущих событиях через призму науки.

упал усиками вперед в узкую щель между Сатурном и его внутренним кольцом. Мы с нетерпением наблюдали, как новейшие необработанные изображения заполнить веб-сайт НАСА .

Одной из исследовательских целей миссии «Кассини» всегда был шестиугольный ураган Сатурна, который яростно вращался на его северном полюсе. На прошлой неделе «Кассини» обрушился на ураган шириной 1200 миль и сделал несколько снимков крупным планом; Физик-астрофизик София Наср обработала это фото (скопированное одним из ее коллег) и опубликовала в Twitter:

ВСЕ: Я ПРАВИЛЬНО обработал изображение !! #Сатурн Красивый синий вихрь, сделанный апр.26 автор: # Кассини во время облета, обработанного мной! ГОРДЫЙ! 😀 pic.twitter.com/u1Dt2DO9A6

— София Наср (@Pharaoness) 28 апреля 2017 г.

Этот яркий аквамариновый цвет — результат рассеянного солнечного света. Именно поэтому мы видим голубое небо здесь, на Земле.

НАСА имеет фильм в высоком разрешении шестиугольника в движении; Команда сообщает, что глаз этого урагана примерно в 50 раз больше, чем средний глаз урагана на Земле, и что его облака движутся со скоростью 300 миль в час.

НАСА сообщает:

Виды шестиугольника с высоким разрешением стали возможны только недавно из-за смены времен года на Сатурне и изменений орбиты космического корабля Кассини. Северный полюс был темным, когда «Кассини» впервые прибыл в июле 2004 года. Солнце действительно начало освещать всю внутреннюю часть шестиугольника только в августе 2009 года, с началом северной весны. В конце 2012 года «Кассини» начал совершать колебания над полюсами Сатурна, улучшая вид на шестиугольник.

Восемь кадров фильма были сняты за 10 часов 10 декабря 2012 года. Каждый из восьми кадров состоит из 16 проецируемых на карту изображений (четыре на каждый цветовой фильтр и четыре фильтра на кадр), поэтому фильм объединяет данные из 128 изображений. общий.

В этой цветовой схеме ученые отнесли красный к 0,750-микронной части светового спектра (ближней инфракрасной области). Эта часть спектра проникает через слой высокогорной дымки, чтобы почувствовать верхнюю часть слоя тропосферных облаков.Они присвоили зеленый цвет 0,727-микронной части светового спектра, который воспринимает верхнюю тропосферную дымку (длина волны в ближнем инфракрасном диапазоне, соответствующая полосе поглощения метана). Они присвоили синий цвет сумме синего и ультрафиолетового широкополосных фильтров — вместе взятых, этот синий канал покрывает от 0,400 до 0,500 микрон (покрывая от очень близкого ультрафиолетового до синего в видимом свете). Эта часть спектра чувствительна к мелким аэрозолям.

Человеческому глазу шестиугольник и северный полюс покажутся золотыми и синими.Видеть PIA14945 для неподвижного изображения области в естественных цветах.

Ураган на Земле длится относительно недолго (около недели), но ученые НАСА говорят, что урагану Сатурна может быть несколько десятилетий — и это количество растет.

Новые модели могут объяснить, почему на Северном полюсе Сатурна наблюдается шестиугольная буря

Одна из многих диковин на Сатурне — это шторм в форме шестиугольника, расположенный на северном полюсе планеты.В новом исследовании, дополненном множеством потрясающих изображений, двое ученых из Гарвардского университета предложили новую модель, которая пытается объяснить, как возникла эта отличительная и уникальная особенность.

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, использовалась новая трехмерная имитационная модель атмосферы Сатурна, чтобы понять, как формируется этот неестественно выглядящий шестигранный вихрь.

«Мы видим штормы на Земле регулярно, и они всегда спиралевидные, иногда круглые, но никогда не имеют шестиугольных сегментов или многоугольников с краями», — Ракеш К. Ядав, автор исследования, работающий в лаборатории Блоксхэма в Гарвардском отделе наук о Земле и планетах. говорится в заявлении.«Это действительно поразительно и совершенно неожиданно. [Вопрос о Сатурне] как образовалась такая большая система и как такая большая система может оставаться неизменной на этой большой планете?»

Что наиболее важно, их моделирование длилось месяц, и выяснилось, что форма шторма, похоже, создается процессом глубокой тепловой конвекции, вероятно, глубиной в тысячи километров, простирающейся намного дальше под верхними слоями облаков газового гиганта.

Гифка модели, используемая для понимания того, как Сатурн получил свой шестиугольный шторм.Джереми Блоксхэм и Ракеш К. Ядав

Команда утверждает, что между большими и малыми вращающимися циклонами, которые окружают более крупный горизонтальный струйный поток, бьющий около северного полюса планеты, происходит сложное взаимодействие. Более мелкие штормы взаимодействуют с более крупными, эффективно сжимая восточную струю и ограничивая ее вершиной планеты, превращая поток в шестиугольник.

Как блестяще объяснил Ядав: «Представьте, что у нас есть резинка, и мы помещаем вокруг нее кучу небольших резинок, а затем просто сжимаем все это снаружи. Это центральное кольцо будет сжато на несколько дюймов и образовать странную форму с определенным количеством краев. Это в основном физика того, что происходит ».

«У нас есть эти более мелкие бури, и они в основном подавляют более крупные бури в полярном регионе, и, поскольку они должны сосуществовать, они должны каким-то образом найти место для размещения каждой системы. Таким образом они получат многоугольную форму «, — добавили они.

Как ни странно, модель на самом деле имела не шестиугольную форму, а девятиугольный многоугольник.Однако исследователи не слишком отговариваются и полагают, что необычно прямолинейная геометрическая форма по-прежнему подтверждает их общий тезис о том, как формируется шторм.

Гексагональное пятно Сатурна было впервые замечено (так сказать) в 1980-х годах, когда космические корабли «Вояджер» мельком увидели окольцованную планету в своем эпическом путешествии к внешней части Солнечной системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *