Юпитер может быть самым бурным местом в Солнечной системе, но и Сатурн не отстает. Новое исследование показало, что у окольцованного гиганта также бывают постоянные мегаштормы, которые могут длиться столетие и оставлять глубокие атмосферные шрамы, которые остаются гораздо дольше. Новое исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Анализ радиоволн, излучаемых Сатурном, проведенный группой астрономов во главе с Ченгом Ли из Мичиганского университета, выявил длительные признаки гигантских штормов, в том числе экваториальных штормов, которые имели место сотни лет назад.
Это увлекательное представление о динамике Сатурна может помочь нам выяснить причину странных мегаштормов, бушующих каждые несколько десятилетий.
«Понимание механизмов крупнейших штормов в Солнечной системе помещает теорию ураганов в более широкий космический контекст, бросая вызов нашим текущим знаниям и раздвигая границы земной метеорологии», — говорит Ли.
Помимо своей невероятной системы колец, Сатурн выглядит довольно мягким и бежевым, если смотреть на него в чисто оптическом диапазоне.
Однако в радиосвете можно увидеть ряд ярко контрастирующих атмосферных полос, окружающих всю планету. Поскольку аммиак блокирует радиоизлучение, эта поразительная перспектива дает астрономам возможность составить карту аммиака в атмосфере Сатурна.
Используя очень большой массив Национальной радиоастрономической обсерватории, Ли и его коллеги провели подробные радионаблюдения за Сатурном и использовали их для изучения распределения аммиака в атмосфере.
Атмосфера Сатурна в основном состоит из водорода и гелия с небольшими примесями воды, метана и аммиака; но что аммиак преобладает в верхнем слое облаков. Радионаблюдения позволяют ученым исследовать ниже этого верхнего слоя, чтобы увидеть, что находится под ним. Здесь исследователи обнаружили кое-что любопытное.
«В радиодиапазоне мы проводим зондирование под видимыми слоями облаков на планетах-гигантах. Поскольку химические реакции и динамика изменяют состав атмосферы планеты, необходимы наблюдения под этими слоями облаков, чтобы определить истинный состав атмосферы планеты, ключевой параметр для планеты», — говорит астроном Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли. «Радионаблюдения помогают охарактеризовать динамические, физические и химические процессы, включая перенос тепла, образование облаков и конвекцию в атмосферах планет-гигантов как в глобальном, так и в локальном масштабе».
Более яркие полосы на их радиоизображениях указывают на гораздо более низкую концентрацию аммиака в этих полосах. Как и ожидалось, команда обнаружила аммиак в верхнем слое облаков Сатурна; но они также обнаружили аномальные концентрации аммиака на глубине от 100 до 200 километров (от 62 до 124 миль) в атмосфере. Средняя высота между ними относительно свободна от аммиака.
Анализ команды предполагает, что мегаштормы, которые возникают каждые 28-30 лет на Сатурне (то есть один раз в год Сатурна), осаждают аммиак глубже в атмосферу, где он испаряется, чтобы вернуться обратно к вершинам облаков. Таким образом, глубокие концентрации аммиака — это записи древних мегаштормов, которые могут сохраняться в течение сотен лет, даже после того, как сам шторм рассеялся.
Исследователи смогли проследить аномалии, которые они идентифицировали во всех шести мегаштормах, зарегистрированных на Сатурне с 1876 года.
Поскольку они оба являются газовыми гигантами, мы склонны связывать события на Сатурне с событиями на Юпитере. Выводы команды также показывают, что они отличаются больше, чем мы думали. На Юпитере температурные аномалии связаны с его чередованием полос темных и светлых облаков. На Сатурне все дело в бурях. Это подсказка, которая может помочь нам собрать воедино различные способы эволюции газовых гигантских экзопланет.
Между тем, следующий мегашторм, по прогнозам, произойдет через 10 или 20 лет. Будет интересно посмотреть, чему она может нас научить.
