Новая модель объясняет гигантские струи атмосферы планет-гигантов
Как экваториальные струи на газовых гигантах могут помочь ученым лучше понять процессы формирования и эволюции планет? Новое исследование, недавно опубликованное в Science Advances, направлено на изучение механизмов образования струй на газовых гигантах, таких как Юпитер и Сатурн, а также ледяных гигантах — Уране и Нептуне. Эта работа может пролить свет не только на образование и развитие гигантских планет в нашей солнечной системе, но и на экзопланеты.
Исследование было проведено с использованием серии компьютерных моделей, которые моделировали атмосферные струи на гигантских планетах нашей солнечной системы (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Известно, что скорость этих струй колеблется от 500 до 2000 километров в час. Одной из ключевых задач для ученых было выяснить, почему струи на Юпитере и Сатурне движутся на восток, в то время как струи на Уране и Нептоне — на запад. Некоторые гипотезы связывают это с недостатком солнечного света, тогда как другие предполагают наличие различных причин для каждого из планет.
Ученые пришли к выводу, что глубина атмосферы играет важную роль в направлении струй. Более конкретно, вращающиеся конвективные клетки на экваторах, которые переносят тепло в атмосфере, вызывают движение струй на восток или запад. Эти результаты подтверждают, что одни и те же процессы действуют на газовых гигантах, что открывает новые горизонты для понимания струй на гигантских экзопланетах за пределами нашей солнечной системы.
«Понимание этих потоков критически важно, так как это помогает нам постигнуть основные процессы, управляющие атмосферой планет — не только в нашей солнечной системе, но и по всей Млечной дороге», — говорит доктор Керен Дюер, ведущий автор исследования и приглашенный исследователь в Лейденском университете. «Это открытие дает нам новый инструмент для изучения разнообразия атмосфер и климатов планет во Вселенной».
Существует несколько экзопланет, струи которых были наблюдаемы и задокументированы. К ним относятся HD 209458 b, находящаяся на расстоянии 159 световых лет, и HD 189733 b — на расстоянии 64,5 световых лет. Скорости струй на этих экзопланетах оцениваются минимум в 3600 километров в час, что в несколько раз превышает скорости струй на гигантских планетах нашей солнечной системы. Тем не менее, их орбитальные периоды варьируются от менее одного дня до более 4,5 дней, что квалифицирует их как «Горячие Юпитеры» или «Ультра-Горячие Юпитеры», где атмосферы сильно нагреваются из-за близкого расположения к звезде.
Некоторые из экзопланет, таких как WASP-43 b и WASP-18 b, демонстрируют уникальные атмосферные явления, включая горячие пятна и различные условия струй на дневной и ночной сторонах. Эти исследования подчеркивают, что даже простые процессы могут объяснить сложные явления на планетах как в нашей солнечной системе, так и за ее пределами.
Что же нового узнают ученые о струях газовых гигантов в ближайшие годы? Это вопрос, на который сможет ответить только время, и именно поэтому мы продолжаем заниматься наукой!
Следите за новыми открытиями и продолжайте смотреть вверх!
