Jump to content

Шестиугольник Сатурна

Частичный вид северного полюса Сатурна, 2016 г.

Шестиугольник Сатурна — это постоянный примерно шестиугольный узор облаков вокруг северного полюса планеты Сатурн , расположенного примерно на 78° северной широты. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Стороны шестиугольника имеют длину около 14 500 км (9 000 миль). [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] что примерно на 2000 км (1200 миль) длиннее диаметра Земли . [ 8 ] Шестиугольник может иметь ширину чуть более 29 000 км (18 000 миль). [ 9 ] может иметь высоту 300 км (190 миль) и может представлять собой реактивный поток , состоящий из атмосферных газов, движущийся со скоростью 320 км/ч (200 миль в час). [ 4 ] [ 5 ] [ 10 ] Он вращается с периодом 10 часов 39 минут 24 секунды , что соответствует периоду радиоизлучения Сатурна из его недр. [ 11 ] Шестиугольник не смещается по долготе, как другие облака в видимой атмосфере. [ 12 ]

Шестиугольник Сатурна был обнаружен во время миссии «Вояджер» в 1981 году, а позже его повторно посетил Кассини-Гюйгенс в 2006 году. Во время миссии Кассини цвет шестиугольника изменился с преимущественно синего на более золотой. Южный полюс Сатурна не имеет шестиугольника, что подтверждается наблюдениями Хаббла . Однако у него есть вихрь , а также вихрь внутри северного шестиугольника. [ 13 ] Было разработано множество гипотез о гексагональной структуре облаков.

Открытие

[ редактировать ]
Изображение Сатурна, полученное в 2021 году через 6-дюймовый телескоп, смутно демонстрирует полярный шестиугольник.

Полярный шестиугольник Сатурна был открыт Дэвидом Годфри в 1987 году. [ 14 ] из объединения снимков миссии "Вояджер" 1981 года , [ 15 ] [ 16 ] и был повторно посещен в 2006 году миссией Кассини . [ 17 ]

Кассини смог сделать только тепловые инфракрасные изображения шестиугольника, пока он не перешел на солнечный свет в январе 2009 года. [ 18 ] Кассини также смог снять на видео шестиугольную картину погоды, путешествуя с той же скоростью, что и планета, поэтому записал только движение шестиугольника. [ 19 ]

После его открытия и после того, как он вернулся на солнечный свет, астрономам-любителям удалось получить изображения шестиугольника с Земли даже с помощью телескопов скромных размеров. [ 20 ] [ самостоятельный источник? ]

2013 и 2017 годы: изменение цвета шестиугольника

В период с 2012 по 2016 год цвет шестиугольника изменился с преимущественно синего на более золотистый. [ 21 ] Одна из теорий заключается в том, что солнечный свет создает дымку, поскольку столб подвергается воздействию солнечного света из-за смены сезона. Эти изменения наблюдал космический аппарат Кассини . [ 21 ]

Пояснения к форме шестиугольника

[ редактировать ]
в искусственных цветах. Изображение полученное зондом Кассини центрального вихря глубоко внутри шестиугольного образования,

Одна из гипотез, разработанная в Оксфордском университете, заключается в том, что шестиугольник образуется там, где существует крутой широтный градиент скорости атмосферных ветров в атмосфере Сатурна. [ 22 ] Подобные правильные формы были созданы в лаборатории, когда круглый резервуар с жидкостью вращался с разной скоростью в его центре и на периферии. Наиболее распространенной формой была шестигранная, но выпускались и формы с тремя-восьми сторонами. Формы формируются в области турбулентного потока между двумя разными вращающимися жидкими телами с разными скоростями. [ 22 ] [ 23 ] На более медленной (южной) стороне границы жидкости образуется несколько стабильных вихрей одинакового размера, которые взаимодействуют друг с другом, равномерно распределяясь по периметру. Наличие вихрей заставляет границу перемещаться на север, где присутствует каждый из них, и это приводит к эффекту многоугольника. [ 23 ] Полигоны не образуются на границах ветров, если только перепад скоростей и параметры вязкости не находятся в определенных пределах и поэтому не присутствуют в других вероятных местах, таких как южный полюс Сатурна или полюса Юпитера.

Другие исследователи утверждают, что лабораторные исследования демонстрируют вихревые улицы — серию спиралевидных вихрей, не наблюдаемых в шестиугольнике Сатурна. Моделирование показывает, что неглубокий, медленный, локализованный извилистый реактивный поток в том же направлении, что и преобладающие облака Сатурна, способен соответствовать наблюдаемому поведению шестиугольника Сатурна с той же стабильностью границ. [ 24 ]

Развитие баротропной неустойчивости системы севернополярной гексагональной циркумполярной струи (Джет) и севернополярного вихря (NPV) Сатурна создает долгоживущую структуру, подобную наблюдаемому шестиугольнику, чего нельзя сказать о системе только джета, которая изучалась в этой статье. контекст в ряде статей в литературе. Таким образом, NPV играет решающую динамическую роль в стабилизации шестиугольных струй. Влияние влажной конвекции, которая, как недавно предполагалось в литературе, лежит в основе системы NPV Сатурна, исследуется в рамках модели баротропной вращающейся мелкой воды и не меняет выводов. [ 25 ]

Математическое исследование, проведенное в 2020 году в Калифорнийского технологического института , лаборатории Энди Ингерсолла показало, что стабильное геометрическое расположение многоугольников может возникнуть на любой планете, когда шторм окружен кольцом ветров, вращающихся в направлении, противоположном самому шторму, называемом антициклоническое кольцо или антициклоническое экранирование. [ 26 ] [ 27 ] Такое экранирование создает градиент завихренности на фоне соседнего циклона, вызывая взаимное отторжение между циклонами (аналогично эффекту бета-дрейфа ). Несмотря на то, что полярный циклон на Сатурне явно защищен, он не может удерживать полигональную структуру циркумполярных циклонов, таких как циклоны Юпитера, из-за большего размера и меньшей скорости ветра полярного циклона Сатурна, поэтому боковые вихри и глубокая баротропная нестабильность (измерения скорости ветра Кассини исключают более мелкая баротропная нестабильность, по крайней мере, во время встречи с Кассини), или, возможно, бароклинная нестабильность остается наиболее жизнеспособным объяснением Устойчивый шестиугольник Сатурна. [ 28 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Годфри, Д.А. (1988). «Шестиугольная деталь вокруг северного полюса Сатурна». Икар . 76 (2): 335–356. Бибкод : 1988Icar...76..335G . дои : 10.1016/0019-1035(88)90075-9 .
  2. ^ Санчес-Лавега, А.; Лекашо, Ж.; Колас, Ф.; Лакес, П. (1993). «Наземные наблюдения северного полярного пятна и шестиугольника Сатурна». Наука . 260 (5106): 329–32. Бибкод : 1993Sci...260..329S . дои : 10.1126/science.260.5106.329 . ПМИД   17838249 . S2CID   45574015 .
  3. ^ Прощай, Деннис (6 августа 2014 г.). «Погоня за штормом на Сатурне» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 6 августа 2014 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б Санчес-Лавега, А.; и др. (7 марта 2014 г.). «Долгосрочное устойчивое движение шестиугольника Сатурна и стабильность его замкнутого реактивного потока при сезонных изменениях». Письма о геофизических исследованиях . 41 (5): 1425–1431. arXiv : 2402.06371 . Бибкод : 2014GeoRL..41.1425S . дои : 10.1002/2013GL059078 . S2CID   130345071 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Флетчер, Л.Н.; и др. (3 сентября 2018 г.). «Шестиугольник в северной стратосфере Сатурна, окружающий возникающий летний полярный вихрь» . Природные коммуникации . 9 (3564): 3564. arXiv : 1809.00572 . Бибкод : 2018NatCo...9.3564F . дои : 10.1038/s41467-018-06017-3 . ПМК   6120878 . ПМИД   30177694 .
  6. ^ Имстер, Элеонора (12 августа 2014 г.). «Глаз Сатурна» . Земля и Небо . Проверено 13 сентября 2018 г.
  7. ^ Уильямс, Мэтт (10 мая 2017 г.). «Шестиугольник Сатурна станет звездой финала Кассини» . Вселенная сегодня . Проверено 13 сентября 2018 г.
  8. ^ «Новые изображения показывают странное шестиугольное облако Сатурна» . Новости Эн-Би-Си . 12 декабря 2009 года . Проверено 5 декабря 2013 г.
  9. ^ ПРИМЕЧАНИЕ. Ширина (диаметр) плоского шестиугольника в два раза больше стороны (радиуса); но поскольку планета Сатурн приближается к сплющенному сфероиду , радиус такого шестиугольника может быть немного больше длины его стороны (т. е. 14 500 км), в результате чего ширина (диаметр) немного превышает 29 000 км.
  10. ^ Уолл, Майк (4 сентября 2018 г.). «Причудливый шестиугольник на Сатурне может иметь высоту 180 миль» . Space.com . Проверено 4 сентября 2018 г.
  11. ^ Годфри, Д.А. (1990). «Период вращения полярного шестиугольника Сатурна». Наука . 247 (4947): 1206–8. Бибкод : 1990Sci...247.1206G . дои : 10.1126/science.247.4947.1206 . ПМИД   17809277 . S2CID   19965347 .
  12. ^ Бейнс, Кевин Х.; Момари, Томас В.; Флетчер, Ли Н.; Шоумен, Адам П.; Роос-Сероте, Мартен; Браун, Роберт Х.; Буратти, Бонни Дж.; Кларк, Роджер Н.; Николсон, Филип Д. (2009). «Северный полярный циклон и шестиугольник Сатурна на глубине, обнаруженные Кассини / VIMS». Планетарная и космическая наука . 57 (14–15): 1671–1681. Бибкод : 2009P&SS...57.1671B . дои : 10.1016/j.pss.2009.06.026 .
  13. ^ Санчес-Лавега, А.; Перес-Ойос, С.; Французский, РГ (2002). «Наблюдения динамики атмосферы на Южном полюсе Сатурна с 1997 по 2002 год с помощью космического телескопа Хаббл» . Американское астрономическое общество . 34 :13.07. Бибкод : 2002ДПС....34.1307С . Архивировано из оригинала 5 сентября 2008 года.
  14. ^ Годфри, Д.А. (1 ноября 1988 г.). «Шестиугольная деталь вокруг северного полюса Сатурна» . Икар . 76 (2): 335–356. Бибкод : 1988Icar...76..335G . дои : 10.1016/0019-1035(88)90075-9 . ISSN   0019-1035 .
  15. ^ Колдуэлл, Джон; Тёрджен, Бенуа; Хуа, Синь-Мин; Барнет, Кристофер Д.; Вестфаль, Джеймс А. (1993). «Дрейф северного полярного пятна Сатурна, наблюдаемый космическим телескопом Хаббл». Наука . 260 (5106): 326–329. Бибкод : 1993Sci...260..326C . дои : 10.1126/science.260.5106.326 . ПМИД   17838248 . S2CID   26837742 .
  16. ^ Ядав, Ракеш К.; Блоксэм, Джереми (23 июня 2020 г.). «Глубокая вращающаяся конвекция порождает полярный шестиугольник на Сатурне» . Труды Национальной академии наук . 117 (25): 13991–13996. arXiv : 2007.08958 . Бибкод : 2020PNAS..11713991Y . дои : 10.1073/pnas.2000317117 . ISSN   0027-8424 . ПМК   7322008 . ПМИД   32513703 .
  17. ^ «Странный шестиугольник Сатурна» . НАСА . 27 марта 2007 года . Проверено 1 мая 2013 г.
  18. ^ «Таинственный шестиугольник Сатурна выходит из зимней тьмы» . НАСА. 9 декабря 2009 года. Архивировано из оригинала 24 апреля 2016 года . Проверено 1 мая 2013 г.
  19. ^ Персонал (4 декабря 2013 г.). «Космический корабль НАСА Кассини получил лучшие виды шестиугольника Сатурна» . Лаборатория реактивного движения (НАСА) . Проверено 5 декабря 2013 г.
  20. ^ Флетчер, Ли (31 января 2013 г.). «Шестиугольник Сатурна, вид с Земли» . Планетарные странствия.
  21. ^ Перейти обратно: а б Персонал (21 октября 2016 г.). «Меняющиеся цвета на севере Сатурна» . НАСА . Проверено 26 декабря 2016 г.
  22. ^ Перейти обратно: а б Барбоза Агиар, Ана Дж.; Прочтите, Питер Л.; Вордсворт, Робин Д.; Солтер, Тара; Хиро Ямадзаки, Ю. (2010). «Лабораторная модель северного полярного шестиугольника Сатурна». Икар . 206 (2): 755–763. Бибкод : 2010Icar..206..755B . дои : 10.1016/j.icarus.2009.10.022 .
  23. ^ Перейти обратно: а б Лакдавалла, Эмили (4 мая 2010 г.). «Шестиугольник Сатурна, воссозданный в лаборатории» . Планетарный.орг . Проверено 7 февраля 2014 г.
  24. ^ Моралес-Хубериас, Р.; Саянаги, КМ; Саймон, А.А.; Флетчер, Л.Н.; Косентино, Р.Г. (2015). «Извилистая мелкая атмосферная струя как модель северно-полярного шестиугольника Сатурна» . Астрофизический журнал . 806 (1): Л18. Бибкод : 2015ApJ...806L..18M . дои : 10.1088/2041-8205/806/1/L18 .
  25. ^ Ростами, Масуд; Цейтлин Владимир; Спига, Эмерик (2017). «О динамической природе северного полярного шестиугольника Сатурна» (PDF) . Икар . 297 : 59–70. Бибкод : 2017Icar..297...59R . дои : 10.1016/j.icarus.2017.06.006 . S2CID   59473881 .
  26. ^ «Ученые разгадали тайну полигональных штормов Юпитера» . Небесные новости . Проверено 25 сентября 2020 г.
  27. ^ Ли, Ченг; Ингерсолл, Эндрю П.; Клипфель, Александра П.; Бреттл, Харриет (2020). «Моделирование устойчивости полигональных узоров вихрей на полюсах Юпитера, выявленных космическим кораблем Юнона» . Труды Национальной академии наук . 117 (39): 24082–24087. Бибкод : 2020PNAS..11724082L . дои : 10.1073/pnas.2008440117 . ПМЦ   7533696 . ПМИД   32900956 .
  28. ^ Гавриил, Нимрод; Каспи, Йохай (2021). «Количество и расположение околополярных циклонов Юпитера объясняется динамикой завихренности» . Природа Геонауки . 14 (8): 559–563. arXiv : 2110.09422 . Бибкод : 2021NatGe..14..559G . дои : 10.1038/s41561-021-00781-6 . ISSN   1752-0894 . S2CID   236096014 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 415b61e902b6d5d55dc09ec4c3da6a90__1722706380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/41/90/415b61e902b6d5d55dc09ec4c3da6a90.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Saturn's hexagon - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)