Исследование, проведенное учеными-астрономами США, установило в глубине водородно-гелиевой атмосферы Сатурна наличие мегаштормов, которые способны длиться на протяжении даже нескольких столетий. Об этом сообщает Science Blog со ссылкой на официальный сайт Калифорнийского университета в Беркли. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Крупнейший зафиксированный шторм в Солнечной системе – антициклон шириной 27 000 км, называемый «Большим Красным Пятном» – украшал поверхность Юпитера на протяжении сотен лет. Новое исследование астрономов из Калифорнийского университета в Беркли и Мичиганского университета в Анн-Арборе, которые изучили радиоизлучение, Сатурна, идущее из-под его поверхности, позволило обнаружить и на этой планете долговременные атмосферные катаклизмы – мегаштормы, которые сохраняются на протяжении столетий.
Мегаштормы происходят на Сатурне примерно каждые 20-30 лет. Они примерно похожи на ураганы на Земле, хотя значительно сильнее. Но, в отличие от земных ураганов, пока что сложно установить механизм, который вызывает мегаштормы в атмосфере Сатурна, состоящей в основном из водорода и гелия со следами метана, воды и аммиака.
«Понимание механизмов сильнейших штормов на планетах-гигантах Солнечной системы помещает теорию в более широкий космический контекст, пополняя наши текущие знания и раздвигая границы земной метеорологии», – отметил ведущий автор исследования Ченг Ли, бывший научный сотрудник по изучению экзопланет в Калифорнийском университете в Беркли, который сейчас является доцентом Мичиганского университета.
Под руководством Имке де Патера, почетного профессора Калифорнийского университета в Беркли, исследователи использовали массив из 27 радиотелескопов в штате Нью-Мексико (VLA), работающих как единая многовибраторная антенная решётка, чтобы получить уникальные данные о параметрах радиоизлучение из глубины планеты Сатурн.
«В радиодиапазоне мы проводим исследования под видимыми слоями облаков на планетах-гигантах. Поскольку химические реакции и динамика изменят состав атмосферы планеты, необходимы наблюдения процессов под этими облачными слоями, чтобы установить истинный состав атмосферы планеты, что является ключевым параметром для моделей формирования планет. Радионаблюдения помогают охарактеризовать динамические, физические и химические процессы, включая перенос тепла, образование облаков и конвекцию в атмосферах планет-гигантов как в глобальном, так и в локальном масштабе», – пояснил Ли.
Он, де Патер и аспирант Калифорнийского университета в Беркли Крис Мокел обнаружили в радиоизлучении Сатурна нечто удивительное: аномалии в концентрации газообразного аммиака в атмосфере, которые ученые связали с прошедшими ранее мегаштормами в северном полушарии планеты.
Согласно данным исследователей, концентрация аммиака отмечена уменьшенной на средних высотах (чуть ниже самого верхнего слоя аммиачно-ледяных облаков), но становится больше с понижением высот на 100-200 километров глубже в атмосфере. Ученые считают, что аммиак переносится из верхних слоев атмосферы в нижние за счет процессов осаждения и повторного испарения. Более того, этот эффект может длиться сотни лет.
Исследование также показало, что, хотя и Сатурн, и Юпитер состоят из газообразного водорода, эти два газовых гиганта существенно отличаются друг от друга. При этом у Юпитера есть явно выраженные тропосферные аномалии, они связаны с его зонами (беловатые полосы) и поясами (темные полосы) и не вызваны штормами, как на Сатурне.
Значительная разница между этими соседними газовыми гигантами ставит под сомнение точность того, что ученые на сегодня знают о механизмах формирования мегаштормов – как на газовых гигантах, так и на других планетах. Лишь дальнейшие исследования способны дать нужную информацию, которая будет крайне важна при изучении экзопланет в будущем.