Учёные раскрыли тайну Большого Красного пятна на Юпитере

Гигантский шторм на Юпитере должен был исчезнуть несколько веков назад, согласно законам аэро- и гидродинамики.Со временем вихрь растрачивает энергию за счёт потерь на трение в областях турбулентности и за счёт остывания, теряя энергию при излучении тепла

Гигантский шторм на Юпитере должен был исчезнуть несколько веков назад, согласно законам аэро- и гидродинамики.Со временем вихрь растрачивает энергию за счёт потерь на трение в областях турбулентности и за счёт остывания, теряя энергию при излучении тепла
(фото NASA/JPL).

Изображение Большого Красного пятна, полученное аппаратом "Кассини" в 2000 году

Изображение Большого Красного пятна, полученное аппаратом "Кассини" в 2000 году
(фото NASA/JPL/Space Science Institute).

Учёные предполагают, что их исследование также может помочь в объяснении природы океанических вихрей, возникающих на Земле и длящихся несколько лет. Этот смерч был сфотографирован на севере Нидерландов в 2007 году

Учёные предполагают, что их исследование также может помочь в объяснении природы океанических вихрей, возникающих на Земле и длящихся несколько лет. Этот смерч был сфотографирован на севере Нидерландов в 2007 году
(фото EPA).

Гигантский шторм на Юпитере должен был исчезнуть несколько веков назад, согласно законам аэро- и гидродинамики.Со временем вихрь растрачивает энергию за счёт потерь на трение в областях турбулентности и за счёт остывания, теряя энергию при излучении тепла
Изображение Большого Красного пятна, полученное аппаратом "Кассини" в 2000 году
Учёные предполагают, что их исследование также может помочь в объяснении природы океанических вихрей, возникающих на Земле и длящихся несколько лет. Этот смерч был сфотографирован на севере Нидерландов в 2007 году

Большое Красное пятно Юпитера − одна из самых загадочных достопримечательностей Солнечной системы. Пятно представляет собой сильный шторм, который достаточно велик, чтобы поглотить планету в два или три раза больше Земли. Согласно законам гидродинамики, оно должно было исчезнуть несколько веков назад, но учёные всё ещё его наблюдают.

Педрам Хассанзадех (Pedram Hassanzadeh), научный сотрудник Гарвардского университета, и Филип Маркус (Philip Marcus), профессор гидродинамики из университета Калифорнии в Беркли, считают, что нашли объяснение этому явлению.

Их работа, которую Хассанзадех представит на ежегодной встрече Американского физического сообщества 25 ноября 2013 года, также даёт объяснение стойким океаническим вихрям и космическим вихрям, влияющим на формирование звёзд и планет.

"Исходя из современных теорий, Большое Красное пятно должно было исчезнуть после нескольких десятилетий своего существования. Вместо этого, оно находится там уже сотни лет", – говорит Хассанзадех.

Гигантский шторм на поверхности Юпитера должен был исчезнуть несколько веков назад, согласно законам аэро- и гидродинамики. Со временем вихрь растрачивает энергию за счёт потерь на трение в многочисленных областях турбулентности и за счёт остывания, теряя больше энергии при излучении тепла (фото NASA/JPL).

Многие процессы способны рассеивать атмосферные вихри, подобные Красному пятну. Турбулентность и атмосферные волны в районе Красного пятна поглощают энергию его ветров. Вихрь теряет энергию, излучая тепло. Наконец, Красное пятно находится между двумя сильными струйными течениями, которые движутся в противоположных направлениях и должны замедлить его вращение. Некоторые исследователи утверждают, что Красное пятно подпитывается энергией, поглощая меньшие по размеру вихри.
"Некоторые компьютерные модели показывают, что крупные вихри способны прожить дольше, если они сливаются с меньшими по размеру вихрями. Но этого не происходит достаточно часто, чтобы объяснить долговечность Красного пятна", – утверждает Маркус.

Чтобы раскрыть тайну живучести Красного пятна, Хассанзадех и Маркус построили модель, отличающуюся от уже существующих тем, что она была полностью трёхмерна и обладала очень высоким разрешением. Многие вихревые модели сосредотачивались на горизонтальных ветрах, в которых концентрируется наибольшая часть энергии. Но вихри также имеют и вертикальные потоки. Правда, энергии в них гораздо меньше.

"Раньше исследователи попросту игнорировали вертикальные потоки, потому что не знали об их важности, либо пользовались более простыми уравнениями, так как смоделировать всё это достаточно сложно", – объясняет Хассанзадех.

Однако именно вертикальное движение может быть ключом к тайне Красного пятна. Поскольку вихрь теряет энергию, вертикальный поток переносит горячие газы сверху и холодные газы снизу в центр вихря, что и позволяет восстановить часть утраченной энергии.

Учёные предполагают, что их исследование также может помочь в объяснении природы океанических вихрей, возникающих на Земле и длящихся несколько лет. Этот смерч был сфотографирован на севере Нидерландов в 2007 году (фото EPA).

Данная модель предполагает, что существует также и радиальный поток, который всасывает ветры из высокоскоростных струйных течений к центру вихря. Это позволяет накачать энергией водоворот и продлить его существование.

По мнению Хассензадеха, благодаря этому механизму существуют и многие океанические вихри. Например, те, что формируются возле Гибралтарского пролива, а потом годами существуют в Атлантическом океане. Их вертикальный поток важен для экосистемы океанов, так как поднимает питательные вещества к поверхности.

Подобные вихри способствуют формированию звёзд и планет − процессу, который длится миллионы лет, и заключается в столкновении междзвёздной пыли и объёмных глыб между собой.

Хассензадех и Маркус подчёркивают, что их модель, возможно, не в полной мере способна объяснить длительную жизнь Красного пятна. Они считают, что случайные поглощения меньших вихрей, в соответствии с наблюдениями, могут обеспечивать дополнительную энергию в течение сотен лет. Сейчас они вносят дополнительные изменения в свою компьютерную модель, чтобы проверить эту гипотезу.

Также по теме:
Причиной появления воды в атмосфере Юпитера оказалась комета
На Сатурне и Юпитере идут алмазные дожди
Новая гигантская экзопланета превратила Юпитер в карлика
Юпитер предотвратил Армагеддон
Астроном-любитель заснял столкновение небесного тела с Юпитером
Астроном: на Юпитере происходит нечто странное