Nova studija istraživača sa MIT-a objašnjava zašto Saturn ima po jednu ogromnu oluju na svakom polu, a Jupiter prsten diskretnih vrtloga. Putem dvodimenzionalnog modela, autori pokazuju da su ključni faktori veza vrtloga sa dubljim slojevima, slojevitost atmosfere, jačina forsiranja i disipacija trenjem. Nalazi sugerišu da površinski obrasci mogu odavati tragove o unutrašnjoj strukturi i sastavu ovih gasovitih džinova.
Zašto Saturn Ima Po Jednu Gigantsku Oluju, A Jupiter Ne? Novi Model Otkriva Tajnu Polarnih Vrtloga
Polar Storms on Jupiter And Saturn Reveal Deep Atmospheric Differences
Dve najveće planete Sunčevog sistema — Jupiter i Saturn — na površini deluju slične: pretežno su od vodonika i helijuma, brzo rotiraju i zrače unutrašnju toplotu. Ipak, njihove polarne oluje izgledaju potpuno drugačije. Saturn ima po jednu ogromnu oluju na svakom polu, dok Jupiterove polove krasi jedna velika oluja okružena prstenom manjih vrtloga.
Nova studija Wanyinga Kanga i Jiaru Shi sa MIT-a predlaže objašnjenje za ovu razliku: način na koji se vrtlozi na površini povezuju sa dubljim slojevima atmosfere — odnosno koliko su „vezani“ za unutrašnjost planete — zajedno sa slojevitosti atmosfere, snagom forsiranja i gubitkom energije trenjem određuje da li se oluje stapaju ili ostaju odvojene.
Jupiter's northern polar storm circle in visible (left) and infrared (right) light. (NASA)
Glavno otkriće
Autori su razvili dvodimenzionalni model površinske fluidne dinamike koji reprodukuje karakteristične vortikalne obrasce obe planete. Njihov zaključak je jednostavan, ali moćan: redosled i relativna jačina ograničavajućih faktora — dubina slojeva, intenzitet forsiranja (duboke turbulencije) i brzina disipacije energije trenjem — određuju krajnji izgled polarnih vrtloga.
Kako model objašnjava Jupiter i Saturn
Prema modelu:
Audition now for ScienceAlert's Casting Call
- Na Jupiteru su atmosferski uslovi takvi da nastaje više vrtloga; snažnije forsiranje (viša energija iz jezgra) i slabija stratifikacija sprečavaju da se ti vrtlozi spoje, pa se formira skup diskretnih oluja oko polova.
- Na Saturnu dublja slojevitost ili slabije forsiranje (ili jače trenje) omogućavaju da se manji vrtlozi međusobno spoje u jednu veliku, stabilnu oluju na svakom polu.
„Naše istraživanje pokazuje da, u zavisnosti od unutrašnjih svojstava i mekoće 'dna' vijuga, to utiče na tip fluidnog obrasca koji posmatramo na površini,“ kaže Wanying Kang (MIT).
Autori napominju da ovo nije konačan dokaz, već model koji sugeriše kako površinski obrasci mogu „pisati“ informacije o unutrašnjoj strukturi planeta — na primer o stratifikaciji i gustini donjih slojeva.
Zašto je to važno
Razumevanje veze između površinskih oluja i unutrašnje strukture pomaže u tumačenju podataka koje šalju svemirske misije poput Cassinija (Saturn) i Junoa (Jupiter). Ako su, kako model sugeriše, Saturnovi donji slojevi čvršći ili bogatiji kondenzabilnim materijalima, to bi imalo implikacije na formiranje planeta i njihovu evoluciju.
Rad je objavljen u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Pomozite nam da budemo bolji.
