15.04.2015 | Наука

Большие белые пятна на Сатурне могут оказаться водяным паром

Раз в 20-30 лет невероятной силы буря разражается на Сатурне и в течение нескольких месяцев подряд бушует, обходя вокруг планеты и становясь невероятным зрелищем для астрономов.

Такой шторм может растянуться на сотни тысяч километров прежде, чем угаснуть, причём некоторые вихри окольцовывают планету полностью, встречаясь с собственным хвостом.

Явление, известное как Большие белые пятна, как раз и является этими периодическими штормами, достаточно большими, чтобы быть видимыми в телескоп с Земли.

За последние полтора столетия астрономы наблюдали шесть подобных событий, ошеломляющих по своим масштабам. Однако их природа по-прежнему остаётся загадкой для учёных. В настоящее время большая лента белых облаков окружает Сатурн с 2010 года.

Команда исследователей из Калифорнийского технологического института предложила недавно своё объяснение этим загадочным белым пятнам. По их мнению, светлые области — это необычное поведение водяного пара в атмосфере газового гиганта.

Для своей научной работы учёные создали программное обеспечение для моделирования погодных условий, аналогичное тому, что используется для прогнозирования погоды на Земле, а затем сравнили свои результаты с наблюдениями космического корабля "Кассини" (Cassini).

Как и земная, атмосфера Сатурна состоит из различных слоёв, объясняют авторы научной работы Чэн Ли (Cheng Li) и Эндрю Ингерсолл (Andrew Ingersoll). Большая её часть — это наружный слой, где облака менее плотные, чем в подоблачном слое, который простирается вниз к поверхности газового гиганта. Подобно тому, как масло будет плавать на поверхности воды, менее плотный наружный слой лежит на более плотной воздушной смеси из водорода и гелия, а также молекул воды. Этот внешний слой препятствует подъёму тёплого воздуха снизу, его охлаждению и конденсации пара, то есть процессу, необходимому для формирования грозы. И такое положение дел может иметь место на протяжении нескольких десятилетий.

Во времена этого крайне продолжительного затишья перед бурей внешняя часть атмосферы излучает тепло в космическое пространство и постепенно остывает, пока, наконец, не становится более плотной, чем нижний слой. Равновесие между слоями начинает меняться, и перегретый воздух снизу начинает пробивать себе путь во внешние слои. Более тяжёлые (по сравнению с гелием и водородом) молекулы воды циркулируют в массивных бурях до тех пор, пока первоначальный баланс температур в атмосферных слоях не восстанавливается, и планета снова не обретает спокойствие.

"Продолжительность затишья зависит от того, как быстро планета может охладиться, излучая тепло в космос, – комментирует Ли. – А так как Сатурн обладает массивной атмосферой, ей требуются целые десятилетия, чтобы остыть".

Добавим, что Сатурн и его сосед газовый гигант Юпитер постоянно подвергаются впечатляющим бурям. Однако Большое красное пятно на Юпитере имеет больше общего с земными антициклонами (возможно, это объясняется тем, что на Сатурне гораздо больше воды, которая может конденсироваться в форме облаков).

Подробности нынешнего исследования были опубликованы в издании Nature Geoscience.

По публикациям UkrNet