Шестиугольник Сатурна - Saturn's hexagon

Сатурн - северный полярный шестиугольник и вихрь, а также кольца.
Пристальный взгляд (2016)

Шестиугольник Сатурна представляет собой устойчивый образец гексагональных облаков вокруг северного полюса планеты Сатурн , расположенный примерно на 78 ° северной широты. Стороны шестиугольника имеют длину около 14 500 км (9 000 миль), что примерно на 2 000 км (1200 миль) больше диаметра Земли . Шестиугольник может быть чуть больше 29000 км (18000 миль) в ширину, может быть высотой 300 км (190 миль) и может быть струей из атмосферных газов, движущейся со скоростью 320 км / ч (200 миль в час). Он вращается с периодом 10ч 39м 24с , таким же периодом, как и радиоизлучение Сатурна из его внутренней части. Шестиугольник не смещается по долготе, как другие облака в видимой атмосфере.

Шестиугольник Сатурна был открыт во время миссии "Вояджер" в 1981 году, а позже был повторно посещен Кассини-Гюйгенсом в 2006 году. Во время миссии Кассини цвет шестиугольника изменился с преимущественно синего на более золотистый. Южный полюс Сатурна не имеет шестиугольника, что подтверждается наблюдениями Хаббла . Однако у него есть вихрь , а также вихрь внутри северного шестиугольника. Были разработаны многочисленные гипотезы о структуре гексагональных облаков.

Открытие

Полярный шестиугольник Сатурна был обнаружен доктором Дэвидом Годфри в 1987 году, собрав по кусочкам изображения, полученные во время полета «Вояджер» в 1981 году , и был повторно посещен в 2006 году миссией Кассини .

Кассини смог получить только тепловые инфракрасные изображения шестиугольника, пока он не перешел на солнечный свет в январе 2009 года. Кассини также смог сделать видео шестиугольной модели погоды, путешествуя с той же скоростью, что и планета, поэтому записал только движение шестиугольник.

Сатурн, полученный с помощью 6-дюймового телескопа, показывает полярный шестиугольник.

После его открытия и после того, как он вернулся на солнечный свет, астрономам-любителям удалось получить изображения, показывающие шестиугольник с Земли, даже с помощью телескопов скромных размеров.

Цвет

2013 и 2017: изменение цвета шестиугольника

В период с 2012 по 2016 год цвет шестиугольника изменился с преимущественно синего на более золотистый. Одна из теорий заключается в том, что солнечный свет создает дымку, поскольку полюс подвергается воздействию солнечного света из-за смены сезона. Эти изменения наблюдались космическим аппаратом Кассини .

Пояснения к форме шестиугольника

Фальшивое цветное изображение центрального вихря в глубине шестиугольного образования, полученное зондом Кассини.

Одна из гипотез, разработанная в Оксфордском университете, заключается в том, что шестиугольник образуется там, где есть крутой широтный градиент скорости атмосферных ветров в атмосфере Сатурна. Подобные правильные формы были созданы в лаборатории, когда круглый резервуар с жидкостью вращался с разной скоростью в центре и на периферии. Самая распространенная форма была шестигранной, но также производились формы с тремя-восемью сторонами. Формы образуются в зоне турбулентного потока между двумя разными вращающимися жидкими телами с разными скоростями. На более медленной (южной) стороне границы жидкости формируется ряд устойчивых вихрей одинакового размера, которые взаимодействуют друг с другом, равномерно распределяясь по периметру. Присутствие вихрей влияет на перемещение границы на север там, где они есть, и это вызывает эффект многоугольника. Полигоны не образуются на границах ветра, если только параметры разности скоростей и вязкости не находятся в определенных границах и поэтому отсутствуют в других вероятных местах, таких как южный полюс Сатурна или полюса Юпитера.

Другие исследователи утверждают, что лабораторные исследования выявляют вихревые дорожки , серию спиралевидных вихрей, которые не наблюдаются в шестиугольнике Сатурна. Моделирование показывает, что неглубокий, медленный, локализованный извилистый струйный поток в том же направлении, что и преобладающие облака Сатурна, может соответствовать наблюдаемому поведению шестиугольника Сатурна с такой же стабильностью границ.

Развитие баротропной нестабильности системы гексагональной циркумполярной струи (Jet) Северного полюса Сатурна и системы северного полярного вихря (NPV) создает долгоживущую структуру, похожую на наблюдаемый шестиугольник, чего нет в системе только для струи, которая изучалась в этой статье. контекст в ряде статей в литературе. Таким образом, северный полярный вихрь (NPV) играет решающую динамическую роль в стабилизации шестиугольных струй. Влияние влажной конвекции, которая недавно была предложена как источник системы северных полярных вихрей Сатурна в литературе, исследуется в рамках модели баротропной вращающейся мелкой воды и не меняет выводов.

Математическое исследование 2020 года в Калифорнийском технологическом институте в 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, называемому антициклоническое кольцо.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки