Юпитер и другие газовые планеты охвачены от полюса полюсу с полосами. Но астрономы не абсолютно уверены, как они возникают. Теперь бригада физиков сообщает, что полосы Юпитера могут быть произведены частично потоками — результатом гравитационной тяги его 60 с лишним спутников — благодаря очень простому лабораторному макету газовой планеты.
Юпитер является полосатым с так называемыми зональными ветрами: широкие диапазоны частот, идущие параллельно экватору планеты, в котором господствующие ветры дуют на различных скоростях. В течение многих десятилетий ученые ломали голову точно, куда эти ветры — и полосатый образец, который они производят — прибывают из. “Даже после 40 лет, это – все еще активный предмет”, говорит Питер Рхайнс, океанограф в университете Вашингтона, Сиэтла. Исследователи обычно думают, что зональные ветры являются результатом конвекции, тенденции более горячих газов повыситься и более холодные газы для падения, он говорит, несмотря на то, что они не соглашаются, достигает ли конвекция, производящая полосы, к ядру планеты или занимает места только около поверхности.
Но возможно конвекция не имеет никакого отношения к нему, обсудите Андреаса Тилгнера, геофизика в университете Геттингена, в Германии, и коллегах с Национальным Центром Франции Научного исследования (CNRS) в Университете Экс-Марсель. Их идея следующие: Юпитер или любая другая газовая планета являются по существу сферой жидкого вращения на его оси. И повторная приливная тяга, скажем, орбитальной луны может заставить плавную жидкость организовывать себя определенным способом. В частности это формирует цилиндрические зоны или «колонки», одна внутренняя часть другой, текущий вокруг оси цилиндра при различных ставках. Где эти цилиндрические зоны пересекают поверхность сферы, они производят полосы бегущая горизонталь для экватора сферы, во многом как замеченные в газовых планетах. Два года назад Тилгнер выложил математику теории. Теперь, он и его коллеги показали экспериментально, что это работает.
Для создания поддельной газовой планеты исследователи выгнули сферическую пустоту в цилиндре эластичного кремния и заполнили его водой, подражающей газу, составляющему газовых гигантов. Они закаленный вода с асимметричными хлопьями слюды покрыла диоксидом титана, выровнявшим с потоком и отразившим, что лазер освещает больше в некоторых направлениях, чем другие, позволяя изображению исследователей потоки. Tilgner и коллеги затем устанавливают цилиндрическое вращение и применили искусственные потоки. Результат, возможно, орбитальная луна, потоки немного искажают сферическую планету, делание его овальный с одним концом указало на луну и другое резкое далеко. Для репродуцирования того результата бригада сжала цилиндр между парой роликов, которые могли окружить цилиндр при уровне, отличающемся от того, в котором цилиндр прял на его оси.
И бригада нашла то, что она ожидала. Для определенных отношений уровня, при котором цилиндр прял и уровень, при котором распространялся вокруг ролик, поток разобьется на отличные цилиндрические колонки и даст «планете» полосатое появление, как исследователи сообщают в газете, которая будет издана в Physical Review Letters. В случае Юпитера, потоки являются маленькими, отмечает ведущего автора Сиприана Мориза, который является теперь с CNRS в Париже-Sud Universite 11, Орсе, “таким образом, потоки не являются целой историей, они – всего одна часть его”. Но они могли играть более важную роль на спутниках Юпитера, таких как Io или Европа.
“Я думаю, что это – классная идея, и определенно стоит проверить его более подробно”, говорит Адам Шоумен, планетарный ученый из Аризонского университета, Тусон. Однако, чтобы определить, относится ли это к Юпитеру, исследователи должны были бы экстраполировать к точным гидродинамическим условиям там, говорит он. И Рхайнс соглашается с Morize, что идея, вероятно, будет более применима к органам как спутники Юпитера. Он предостерегает, однако, что в простом эксперименте как этот, почти любой вид побуждения будет достаточен для производства таких цилиндрических потоков. Таким образом, результат едва исключает другие объяснения полос.
При наслаждении этой статьей Вам могло бы также понравиться:
Странный шестиугольник Сатурна, воссозданный в лаборатории
*Эта статья была исправлена. Более ранняя версия заявила, что хлопья, используемые в эксперименте, проводимом в Институте Исследования в области Неравновесных Исследований в Университете Экс-Марсель, были сделаны из пластмассы. Они были сделаны из слюды, покрытой диоксидом титана.