Введение

Юпитер и Сатурн, два гиганта газовых планет в нашей солнечной системе, обладают выдающимися и уникальными погодными явлениями на своих полюсах. Несмотря на схожесть размеров и состава, их полярные атмосферные процессы имеют весьма различные характеристики. Недавние исследования могут помочь ученым лучше понять внутреннее строение этих загадочных миров.

Разнообразие полярных вихрей

Наблюдения показывают, что на северном полюсе Юпитера находится центральный полярный вихрь, окружённый восемью меньшими вихрями. В то же время, Сатурн демонстрирует удивительный шестиугольный вихрь, который является единственным и весьма массивным атмосферным образованием на своём северном полюсе.

Научные исследования и их результаты

Команда ученых, проводившая сложные симуляции атмосферных вихрей, обнаружила, что разница между конфигурациями вихрей на Юпитере и Сатурне связана с «жесткостью» основания вихря, что подразумевает разницу в плотности газа в этих областях. «Наша работа показывает, что в зависимости от внутренних свойств планет и мягкости основания вихря, это влияет на вид жидкостного потока, наблюдаемого на поверхности,» — говорит один из участников исследования Ваньюинг Кан из Массачусетского технологического института.

Почему такая разница в размерах?

Изображения Юпитера, полученные космическим аппаратом Juno, и данные, собранные Cassini во время 13-летних наблюдений за Сатурном, вдохновили ученых на проведение этих симуляций. Полярные шторма на Юпитере достигают поразительных размеров – около 4800 километров в диаметре, что составляет почти половину ширины Земли. В то время как шестиугольный вихрь Сатурна имеет диаметр 29,000 километров.

Моделирование вихрей

Чтобы понять, почему наблюдаются такие различия, команда разработала 2D модель эволюции вихрей на полюсах газовых гигантов, включая различные параметры, такие как размер планет, скорость их вращения и внутреннее тепло. Они выяснили, что если газ на дне вихря мягче, то вихрь будет меньше, что приводит к образованию нескольких вихрей, как это наблюдается на полюсе Юпитера.

Заключение

Если выводы команды верны, это может означать, что Юпитер состоит из более мягкого и лёгкого газа, в то время как Сатурн, вероятно, имеет более тяжёлый состав. «Что мы видим с поверхности, может рассказать нам о внутреннем строении планет, например, о том, насколько мягкое их дно,» — заключает Ши. Эти результаты добавляют новое измерение к нашему пониманию газовых гигантов и их атмосферных процессов.

Будущее исследований

Исследования команды были приняты к публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Продолжающиеся исследования и наблюдения этих планет могут помочь раскрыть ещё больше тайн, связанных с их внутренним строением и атмосферными явлениями.