Тайна Юпитера: почему Большое Красное Пятно планеты не исчезло
AstroNews.ru - 16 Ноября 2013 16:05:12
Большое Красное пятно Юпитера – одна из больших загадок Солнечной Системы. Основываясь на том, что ученые знают о гидродинамике, этот мощный ураган – достаточно большой, чтобы «обернуть» им Землю два или даже три раза – должен был исчезнуть несколько веков назад.
Педрам Хассанзадех (Pedram Hassanzadeh) из Гарвардского Университета и Филип Маркус (Philip Marcus), профессор гидродинамики Университета Калифорнии, считают, что могут объяснить, почему это не произошло. Их работа, которую Хассанзадех собирается представить на ежегодной встрече Подразделения Американского Физического Сообщества в Питсбурге 25 ноября, так же позволяет объяснить постоянные океанские вихри, и космические вихри, которые влияют на формацию звезд и планет.
"Основываясь на имеющихся теориях, Большое Красное Пятно должно было исчезнуть через несколько десятков лет после образования. Сотни лет прошли, а оно все еще на месте", - говорит Хассанзадех.
Многие процессы оказывают разрушительное влияние на атмосферные образования, подобные Красному Пятну. Турбуленция и волны в Красном Пятне и вокруг него «высасывают» энергию его ветров. Так же ураган теряет энергию, излучая тепло. Наконец, Красное Пятно находится между двумя сильными разнонаправленными джетами, которые могут замедлить его вращение.
Некоторые исследователи считают, что Красное Пятно подпитывается, «всасывая» в себя вихри меньшего размера, сливаясь с ними.
В попытках разрешить тайну «живучести» Красного Пятна, Хассанзадех и Маркус построили модель, отличающуюся от существующих трехмерностью и очень высоким разрешением. Многие модели ураганов фокусируются на закручивающихся горизонтальных ветрах, где сконцентрирована большая часть энергии. Так же в ураганах есть и вертикальные потоки, но энергии в них гораздо меньше.
"В прошлом ученые либо игнорировали вертикальный поток, потому что считали его незначительным, или пользовались более простыми уравнениями, потому что это довольно трудно смоделировать", - говорит Хассанзадех.
Однако, именно вертикальное движение, похоже, является разгадкой тайны необыкновенной устойчивости Красного Пятна. Пока ураган теряет энергию, вертикальный поток переносит горячие газы сверху и холодные газы из нижней части урагана к его центру, восстанавливая часть потерянной энергии.
Согласно этой модели, должен существовать радиальный поток, который «высасывает» ветры из высокоскоростных потоков джетов к центру вихря, тем самым закачивая в него энергию и поддерживая его существование. Хассанзадех считает, что тот же самый вертикальный поток мог бы объяснить многие океанские вихри, такие, как те, которые, формируясь возле Гибралтарского пролива, могут годами затем существовать в Атлантическом океане. Их вертикальный поток играет роль в экосистеме океана, поднимая на поверхность питательные вещества.
Так же вихри могут стимулировать формацию звезд и планет, в течение миллионов лет сталкивая межзвездную пыль и камни между собой.
Хассанзадех и Маркус подчеркивают, что их модель не является исчерпывающим объяснением столь долгого жизненного цикла Красного Пятна. Они считают, что постоянное поглощение меньших вихрей так же питает его энергией, необходимой для столь долгой жизни, и уже начали создавать новую компьютерную модель для проверки этого тезиса.