Циклоны на Юпитере объясняет океаническая физика
Циклоны на полюсах Юпитера имеют сходство с океанскими вихрями на Земле, и в движение их приводит влажная конвекция, говорится в новом исследовании.
Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Сан-Диего, передают OstanniPodii.com.
Вокруг Юпитера и его 79 спутников движется космический аппарат "Юнона", присылающий исследователям на Земле изображения с самой большой планеты нашей Солнечной системы. Эти фотографии дали океанографам сырье для нового исследования, на днях опубликованного в журнале Nature Physics, которое описывает сильную турбулентность на полюсах Юпитера и физические силы, управляющие большими циклонами.
Ведущий автор работы, докторант в Калифорнийском университете в Сан-Диего Лиа Зигельман решила провести исследование после того, как заметила, что циклоны на полюсе Юпитера имеют сходство с океанскими вихрями, которые она изучала, когда была аспиранткой. Используя массив этих изображений и принципы, применяемые в геофизической гидродинамике, Зигельман и ее коллеги предоставили доказательства древней гипотезе о том, что влажная конвекция — когда поднимается более горячий, менее плотный воздух — приводит в движение эти циклоны.
«Когда я увидела богатство турбулентности вокруг циклонов Юпитера со всеми филаментами и меньшими вихрями, это напомнило мне турбулентность, которую вы видите в океане вокруг вихрей», - сказала Зигельман. «Они особенно заметны на спутниковых снимках с высоким разрешением, например, с цветением планктона».
Зигельман говорит, что понимание энергетической системы Юпитера, с масштабами гораздо больше земного, также может помочь нам понять физические механизмы, действующие на нашей собственной планете, обнаружив некоторые энергетические маршруты, которые могут существовать на Земле.
«Возможность изучать такую далекую планету и находить применяемую там физику — это увлекательно», — сказала она. «Возникает вопрос, справедливы ли эти процессы и для нашей собственной голубой точки?»
"Юнона" - первый космический аппарат, получивший изображение полюсов Юпитера; предыдущие спутники вращались вокруг экваториальной области планеты, предоставляя вид на знаменитое Красное пятно планеты. Юнона оснащена двумя системами камер, одна из которых JunoCam предназначена для получения изображений в видимом свете, а другая фиксирует тепловые сигнатуры с помощью инструмента "Джовианский инфракрасный картограф аврор" (JIRAM).
Зигельман вместе с коллегами проанализировала массив инфракрасных изображений северной полярной области Юпитера, и в частности полярное вихревое скопление. По этим снимкам исследователи смогли рассчитать скорость и направление ветра, отслеживая движение облаков между изображениями. Далее команда интерпретировала инфракрасные изображения с точки зрения толщин облаков. Горячие области соответствуют тонким облакам, где можно заглянуть глубже в атмосферу Юпитера. Холодные регионы представляют собой густой облачный покров атмосферы Юпитера.
Эти выводы дали исследователям подсказки об энергетике системы. Поскольку облака Юпитера образуются, когда поднимается более горячий и менее плотный воздух, исследователи обнаружили, что быстро поднимающийся в облаках воздух действует как источник энергии, который питает большие масштабы вплоть до крупных циркумполярных и полярных циклонов.
Юнона впервые прибыла к Юпитеру в 2016 году и предоставила ученым первый взгляд на эти большие полярные циклоны, радиус которых составляет около 1000 километров. Восемь таких циклонов находятся на северном полюсе Юпитера и пять на его южном полюсе. Эти бури наблюдаются с момента первого обнаружения пять лет назад. Исследователи не знают, как они возникли и как долго они циркулировали, но теперь знают, что их поддерживает влажная конвекция. Ученые впервые выдвинули гипотезу о такой передаче энергии после наблюдений за молниями в штормах Юпитера.
Юнона продолжит вращаться вокруг Юпитера до 2025 года, передавая исследователям и общественности новые изображения планеты и ее разветвленной системы спутников.
! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.