Юпитер. Изображение предоставлено NASA / JPL Нажмите для увеличения
Турбулентность, вызванная солнечным светом и грозовой активностью, может объяснить многочисленные струйные потоки с востока на запад на Юпитере и Сатурне и даже привести к сильным ветрам, простирающимся на сотни или тысячи километров внутрь страны, намного ниже высот, где движутся струи.
Ученые пытаются понять механизмы, которые формируют струйные потоки, и управлять их структурой с тех пор, как первые изображения Юпитера с высоким разрешением были возвращены космическими аппаратами Pioneer и Voyager в 1970-х годах.
На Земле реактивные потоки - узкие воздушные потоки, текущие с запада на восток в средних широтах - образуют основной компонент глобальной циркуляции нашей планеты, и они контролируют большую часть крупномасштабной погоды, с которой сталкиваются Соединенные Штаты и другие страны за пределами тропики. Подобные струйные потоки с востока на запад доминируют в циркуляции гигантских планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, достигая 400 миль в час на Юпитере и почти 900 миль в час на Сатурне и Нептуне. Вопрос о том, что вызывает эти струйные потоки и как глубоко они простираются во внутренности планет-гигантов, остается одной из наиболее важных нерешенных проблем при исследовании атмосфер планет.
Адам Шоуман и Юань Лиан из Университета Аризоны в Тусоне и Питер Гираш из Корнелльского университета в Итаке, штат Нью-Йорк, объяснили, как турбулентность в облачном слое может приводить в движение глубокие струи, на 37-м ежегодном собрании Отделения планетарных наук Американского астрономического общества проходил в Кембридже, Англия.
Лиан, Шоуман и Гираш провели компьютерное моделирование, показав, что горизонтальные температурные контрасты - порождаемые солнечным светом или различиями в грозовой активности - могут создавать множественные струйные потоки, которые проникают глубоко внутрь гигантской планеты. При моделировании температурные контрасты вызывают глубоко проникающие циркуляционные ячейки, которые, в свою очередь, приводят в действие глубокие струи. Исследование, в котором используется усовершенствованная трехмерная компьютерная модель, является одним из первых, которое позволяет оценить, как струи, образовавшиеся вблизи верхней части атмосферы, взаимодействуют с внутренним пространством.
Большинство ученых-планетологов предположили, что струи, накачанные в верхней части атмосферы, останутся ограниченными этими мелкими слоями, и мы показали, что это неверное предположение », - сказал Шоумман.
Галилео-зонд НАСА, прыгнувший с парашютом сквозь атмосферу Юпитера в 1995 году, был отчасти призван помочь ответить на вопрос о том, насколько глубоки струйные потоки. Зонд обнаружил сильный ветер, простирающийся как минимум на 150 километров (почти 100 миль) ниже облаков. Ученые-планетологи широко истолковали это измерение как свидетельство того, что самолеты движутся из глубины Юпитера. Новое исследование бросает вызов этой интерпретации.
«Мы до сих пор не знаем, движутся ли джеты на планетах-гигантах сверху или в глубине», - сказал Шоумен. «Но наше исследование показывает, что глубокие ветры, измеряемые зондом Галилео, могут быть так же легко вызваны мелкой турбулентностью облачного слоя, как и турбулентностью глубоко внутри Юпитера».
«Этот результат противоречит давним предположениям со стороны многих ученых-планетаторов».
Новое исследование также показывает, что в реальных условиях турбулентность может создавать не только многочисленные струйные потоки, но и сильный восточный поток на экваторе, что наблюдается на Юпитере и Сатурне. Шоумен отметил, что такие потоки трудно создать в атмосферных моделях.
Первоначальный источник: НАСА Астробиология
