Самая обширная система слоев тумана обнаружена на Сатурне
AstroNews.ru - 10 Мая 2020 12:30:31
Богатое разнообразие метеорологических явлений происходит в обширной водородной атмосфере планеты Сатурн, которая примерно в десять раз больше Земли. Они помогают нам лучше понять те явления, которые работают подобным образом и в атмосфере Земли. Среди них, благодаря своей уникальности, выделяется знаменитый "шестиугольник" - удивительная волновая структура, которая окружает полярную область планеты, а форма которой выглядит так, как будто она была нарисована по шаблону.
Открытый в 1980 году космическими аппаратами НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2», он с тех пор непрерывно наблюдался, несмотря на длительный и сильный цикл сезонов на планете. Внутри этого гигантского планетарного артефакта течет быстрый, узкий струйный поток, где ветры достигают максимальной скорости около 400 км/ч. Однако, как ни странно, сам шестиугольник остается почти статичным; другими словами, он едва смещается относительно вращения планеты. Все эти свойства означают, что «шестиугольник» является весьма привлекательным явлением для метеорологов и исследователей атмосферы планеты.
Открытие было опубликовано в научном журнале Nature Communications.
«Кассини», находившийся на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, сделал огромное количество снимков с самых разных расстояний от планеты и углов обзора. В июне 2015 года его главная камера получила изображение очень высокого разрешения лимба планеты, которая способна фиксировать детали размером от 1 до 2 км. Камера запечатлела дымку, расположенную над облаками, которые формируют шестиугольную волну. Кроме того, камера использовал много цветных фильтров, от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, что позволило изучить состав этих туманов. Для завершения этого исследования были также использованы снимки, полученные космическим телескопом Хаббл через 15 дней и показывающие шестиугольник не сбоку, а сверху.
«Снимки Кассини позволили нам обнаружить, что шестиугольник имеет многослойную систему по меньшей мере из семи туманов, которые простираются от вершины его облаков до высоты более 300 км над ними», - сказал профессор Агустин Санчес-Лавега, возглавлявший исследование. «Другие холодные миры, такие как спутник Сатурна Титан или карликовая планета Плутон, также имеют слои тумана, но не в таком количестве и не так точно разнесенные».
Вертикальная протяженность каждого слоя дымки составляет примерно от 7 до 18 км, и, согласно спектральному анализу, они содержат мельчайшие частицы с радиусами порядка 1 мкм. Их химический состав для нас экзотичен, потому что из-за низких температур в атмосфере Сатурна в диапазоне от -120° C до -180° они могут содержать кристаллиты углеводородного льда, такие как ацетилен, пропин, пропан, диацетилен или даже бутан в случае самых высоких облаков.
Еще одним аспектом, изучаемым группой, является регулярность вертикального распределения туманов. Выдвигаемая гипотеза состоит в том, что дымки образуются в результате вертикального распространения гравитационных волн, которые вызывают колебания плотности и температуры атмосферы - хорошо известное явление на Земле и на других планетах. Исследователи предполагают, что именно динамика самого шестиугольника и его мощного реактивного потока может быть ответственна за формирование этих гравитационных волн.
На Земле также наблюдались волны этого типа, создаваемые волнообразным струйным потоком, движущимся со скоростью 100 км/ч с запада на восток в средних широтах. Это явление может быть сходным на обеих планетах, хотя особенности Сатурна означают, что это единственный случай в Солнечной системе. Этот аспект остается предметом дальнейших исследований.