Загадка найшвидших вітрів у нашій Сонячній системі розкрита: що відбувається на гігантських планетах?

Дослідники розробили унікальну модель, що розкриває причини, чому вітри на Юпітері рухаються на схід, тоді як на Нептуні -- на захід.

Астрономи створили нову модель, яка пояснює екстремальні струменеві течії в атмосфері планет-гігантів Сонячної системи. Струменевою течією називається зона дуже сильного вітру, де швидкість цього вітру становить 500-2000 км/год. Тому екваторіальні струменеві течії на планетах-гігантах є найшвидшими вітрами в Сонячній системі. Уздовж екватора всіх чотирьох гігантських планет, Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна дмуть дуже сильні вітри. Але в одних планет вони дмуть на схід, а в інших планет -- на захід. Уперше вчені змогли пояснити це явище за допомогою єдиної моделі. Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Досі було не зовсім зрозуміло, чому на Юпітері та Сатурні екстремальні вітри на екваторі дмуть на схід, а на Нептуні та Урані -- на захід. При цьому у двох перших планет напрямок екваторіальної струменевої течії збігається з напрямком обертання газових гігантів.

Але всі чотири планети мають схожі умови. Вони швидко обертаються, отримують мало сонячного світла і створюють внутрішнє тепло. То чому ж їхні екваторіальні вітри спрямовані в протилежні сторони?

Дослідники виявили, що для розуміння цих розбіжностей не потрібно застосовувати різні механізми. Натомість, існує єдиний механізм, який здатен природним чином формувати як східні, так і західні струменеві течії, беручи до уваги одну важливу змінну: товщину атмосфери планети.

Глибоко всередині цих планет тепло піднімається з надр за допомогою конвекції, того ж бурхливого руху, який ми спостерігаємо в киплячій воді. Через дуже швидке обертання планети ці висхідні та низхідні потоки тепла закручуються і витягуються в горизонтальні потоки, також відомі як струменеві течії. За певних умов система може "вибирати" між двома стійкими конфігураціями: екваторіальний струмінь, спрямований на схід, а інший -- на захід. Це називається біфуркацією, або точкою, у якій система може перейти в один із двох різних стійких станів залежно від невеликих відмінностей в умовах.

Глибина конвективного шару в атмосфері, ймовірно, є ключовим чинником. Як зазначають дослідники, Юпітер і Сатурн мають глибокі конвективні області, які формують східні струменеві течії. На відміну від них, Уран і Нептун характеризуються більш поверхневими конвективними шарами, що призводять до західних струменевих течій. Таким чином, однаковий механізм може спричинити різні напрями вітрових потоків.

Екваторіальні струменеві течії на газових гігантах нашої Сонячної системи є найшвидшими вітровими потоками. Їхня швидкість варіюється від 500 до 2000 км/год, що перевищує усі вітри, які ми спостерігаємо на Землі.

До цього часу науковці вважали, що східні вітри на Юпітері та західні вітри на Нептуні виникають внаслідок абсолютно різних механізмів. Однак, згідно з новою моделлю, виявляється, що це один і той самий процес, який просто проявляється у різних формах.

Якщо ця теорія виявиться вірною, вона може пролити світло на атмосферну динаміку газових та крижаних гігантів, що обертаються навколо інших зірок. Дослідники вважають, що багато з цих планет можуть мати порівнянну швидкість обертання та внутрішнє тепло, подібно до гігантів нашої Сонячної системи.

Як повідомляв Фокус, астрономи вперше змогли зафіксувати безпосереднє зображення планети, яка виникає в розриві протопланетного диска навколо віддаленої зірки.

Також Фокус писав про те, що космічний телескоп Габбл шукав наднові і виявив щось несподіване. На новому зображенні спіральної галактики NGC 6000, розташованої за 102 мільйони світлових років від нас, також видно і ще один об'єкт, який насправді знаходиться в Сонячній системі.