Наибольший шторм в Солнечной системе, антициклон шириной 10 000 миль под названием Большое красное пятно, украшал поверхность Юпитера на протяжении сотен лет.
Новое исследование теперь показывает, что Сатурн — хотя он гораздо более мягкий и менее красочный, чем Юпитер — также имеет длительные мегаштормы, хранящиеся веками.
Исследования провели астрономы из Калифорнийского университета в Беркли и Мичиганского университета в Энн-Арборе, которые наблюдали за радиоизлучениями планеты, поступающими из-под поверхности, и выявили длительные сбои в распределении аммиачного газа. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Мегаштормы проходят на Сатурне примерно каждые 20-30 лет и похожи на ураганы на Земле, хотя значительно больше. Но в отличие от земных ураганов никто не знает, что вызывает такие явления в атмосфере Сатурна, которая состоит в основном из водорода и гелия со следами метана, воды и аммиака.
«Понимание механизмов крупнейших штормов в Солнечной системе ставит теорию ураганов в более широкий космический контекст, бросая вызов нашим текущим знаниям и раздвигая границы земной метеорологии», — сказал ведущий автор Чен Ли, доцент Мичиганского университета.
Имке де Патер, почетный профессор астрономии и наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли, изучает газовые гиганты более четырех десятилетий, чтобы лучше понять их состав и то, что делает их уникальными, используя очень большой массив Карла Г. Янского в Нью-Мексико для исследования радиоизлучения из глубины планеты.
«Мы проводим зондирование в радиодиапазоне под видимыми слоями облаков на планетах-гигантах. Поскольку химические реакции и динамика изменяют состав атмосферы планеты, необходимы наблюдения под этими слоями облаков, чтобы определить настоящий состав атмосферы планеты, ключевой параметр моделей формирования планеты», — сказала она. «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».
Как сообщается в новом исследовании, где Патер, Ли и аспирант Калифорнийского университета в Беркли Крис Моккель обнаружили нечто удивительное в радиоизлучении планеты: аномалии концентрации аммиака в атмосфере, которые они связали с прошлыми случаями мегабурь в северном полушарии планеты.
По словам команды, концентрация аммиака ниже на средних высотах, чуть ниже самого верхнего слоя аммиачно-ледового облака, но обогащается на более низких высотах, на 100-200 километров глубже в атмосфере. Они считают, что аммиак транспортируется из верхних слоев атмосферы в нижние с помощью процессов осадков и повторного испарения. Более того, этот эффект может занять сотни лет.
Исследование также показало, что хотя и Сатурн, и Юпитер состоят из водорода, два газовых гиганта чрезвычайно непохожи. Хотя на Юпитере есть тропосферные аномалии, они связаны с его зонами (беловатые полосы) и поясами (темные полосы) и не вызваны штормами, как на Сатурне. Значительная разница между этими соседними газовыми гигантами ставит под сомнение, что ученые знают об образовании мегаштормов на газовых гигантах и других планетах, и может дать информацию о том, как их находят и изучают на экзопланетах в будущем.
