Помните огромный шторм, который разразился на Сатурне в конце 2010 года? Это был один из самых больших штормов, когда-либо наблюдавшихся на кольцевой планете, и он даже был виден с Земли в телескопах любительского размера. Это первое обнаружение водяного льда на Сатурне, наблюдаемое приборами ближнего инфракрасного диапазона на космическом корабле Кассини.
«Новое открытие Кассини показывает, что Сатурн может добывать материал с расстояния более 100 миль [160 километров]», - сказал Кевин Бэйнс, соавтор статьи, работающей в Университете Висконсин-Мэдисон и Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. «Это показывает, что обычно скромно выглядящий Сатурн может быть столь же взрывоопасным или даже более сильным, чем обычно бурный Юпитер».
В то время как на спутниках Сатурна есть много водяного льда, Сатурн почти полностью состоит из водорода и гелия, но в нем есть следы других химических веществ, включая воду. Когда мы смотрим на Сатурн, мы на самом деле видим верхние верхушки облаков атмосферы Сатурна, которые состоят в основном из замороженных кристаллов аммиака.
Астрономы считают, что под этим верхним облачным слоем находится нижняя облачная колода из гидросульфида аммония и воды. Астрономы думали, что там есть вода, но не очень, и, конечно, не лед.
Но шторм в 2010-2011 годах, по-видимому, разрушил различные слои, поднимая водяной пар из нижнего слоя, который конденсируется и замерзает при его подъеме. По словам авторов, кристаллы водяного льда покрылись более летучими веществами, такими как гидросульфид аммония и аммиак, поскольку температура снижалась с их подъемом.
«Вода могла подняться только снизу, вызванная мощной конвекцией, восходящей глубоко в атмосферу», - сказал Лоуренс Сромовский, также из Висконсинского университета, который возглавляет исследовательскую группу. «Водяной пар конденсируется и замерзает по мере подъема. Затем он, вероятно, покрывается более летучими материалами, такими как гидросульфид аммония и аммиак, поскольку температура снижается с их подъемом.
Большие штормы появляются в северном полушарии Сатурна один раз каждые 30 лет или около того или примерно один раз в год Сатурна. Первый намек на самый последний шторм впервые появился в данных подсистемы радио и плазменных волн Кассини 5 декабря 2010 года. Вскоре после этого его можно было увидеть на изображениях астрономов-любителей и научной подсистемы обработки изображений Кассини. Шторм быстро разросся до размеров супербури, окружив планету примерно на 30 градусов северной широты на протяжении почти 300 000 км (190 000 миль).
Исследователи изучили динамику этого шторма и поняли, что он работает подобно гораздо меньшим конвективным штормам на Земле, где воздух и водяной пар выталкиваются высоко в атмосферу, что приводит к вздымающимся грозовым облакам. Однако высокие облака в штормах Сатурна такого типа были в 10-20 раз выше и занимали гораздо большую площадь. Они также намного более сильны, чем земной шторм, с моделями, предсказывающими вертикальные ветра более чем приблизительно 300 миль в час (500 километров в час) для этих редких гигантских штормов.
По словам группы, способность шторма взбивать водяной лед с больших глубин свидетельствует о взрывной силе шторма.
Их исследования будут опубликованы в 9 сентября издании журнала Icarus.
Источники: Университет Висконсин-Мэдисон, JPL
