Изображение Юпитера, полученное телескопом Хаббл. Автор: NASA, ESA, A. Simon (Центр космических полетов имени Годдарда) и MH Wong (Калифорнийский университет в Беркли)
Большое Красное Пятно Юпитера — крупнейший штормовой ветер в Солнечной системе — уменьшается, и новое исследование может помочь объяснить, почему.
Расположенное в южном полушарии Юпитера Большое Красное Пятно представляет собой закрученный красно-оранжевый овал высокого давления шириной более 10 000 миль. Он постоянно дует со скоростью более 200 миль в час против часовой стрелки, что делает его технически антициклоном.
И он сокращается большую часть столетия, особенно за последние 50 лет. В то время как его широтная протяженность остается относительно постоянной, его долготная протяженность сократилась с 40 градусов в конце 19 века до 14 градусов в 2016 году, когда космический аппарат НАСА Juno прибыл к планете для серии орбитальных облетов.
«За последние 200 лет многие люди наблюдали за Большим Красным Пятном и были очарованы им так же, как и я», — сказал Калеб Кивени, аспирант Высшей школы искусств и наук Йельского университета и ведущий автор нового исследования в журнале Icarus.
«Многие из этих людей не были профессиональными астрономами — они были просто увлеченными и любопытными. Это, а также любопытство, которое я вижу в людях, когда рассказываю о своей работе, заставляет меня чувствовать себя частью чего-то большего, чем я сам».
Часть любопытства, связанного с Большим Красным Пятном, связана с многочисленными загадками, которые его окружают, несмотря на то, что оно было тщательно изучено. Астрономы не знают точно, когда образовалось пятно, почему оно образовалось, или даже почему оно красное.
В ходе исследования Кивени, работающий на кафедре наук о Земле и планетах Йельского университета, и его соавторы Гэри Лакманн из Университета штата Северная Каролина и Тимоти Доулинг из Университета Луисвилля сосредоточились на влиянии небольших кратковременных штормов на Большое Красное Пятно.
Исследователи провели серию 3D-моделей пятна, используя модель Explicit Planetary Isentropic-Coordinate (EPIC), атмосферную модель для планетарных приложений, разработанную Доулингом в 1990-х годах. Некоторые из них моделировали взаимодействие между Большим красным пятном и более мелкими штормами различной частоты и интенсивности, в то время как другая группа контрольных симуляций исключила мелкие штормы.
Сравнение результатов моделирования показало, что присутствие других штормов усилило Большое Красное Пятно, в результате чего оно стало больше.
«С помощью численного моделирования мы обнаружили, что, подпитывая Большое Красное Пятно более мелкими штормами, как это, как известно, происходит на Юпитере, мы можем регулировать его размер», — сказал Кивени.
Частично исследователи основывали свое моделирование на долгоживущих системах высокого давления, наблюдаемых ближе к дому, в атмосфере Земли. Эти системы, известные как «тепловые купола» или «блоки», регулярно возникают в западных струйных течениях, которые циркулируют через средние широты Земли и играют важную роль в экстремальных погодных явлениях, таких как волны тепла и засухи.
Продолжительность существования этих «блоков» связана с взаимодействием с более мелкими, преходящими погодными механизмами, включая вихри высокого давления и антициклоны.
«Наше исследование имеет убедительные выводы для погодных явлений на Земле», — сказал Кивени. «Было показано, что взаимодействие с близлежащими погодными системами поддерживает и усиливает тепловые купола, что мотивировало нашу гипотезу о том, что аналогичные взаимодействия на Юпитере могут поддерживать Большое Красное Пятно. Проверяя эту гипотезу, мы предоставляем дополнительную поддержку этому пониманию тепловых куполов на Земле».
Кивени сказал, что дополнительное моделирование позволит исследователям уточнить новые результаты и, возможно, пролить свет на первоначальное формирование Большого Красного Пятна.
Информация от: Йельским университетом
