Nový výzkum naznačuje, že nápadně odlišné povětrnostní podmínky na pólech Jupiteru a Saturnu – jednomu dominuje masivní šestiúhelník, druhému centrální vír obklopený osmi menšími bouřemi – mohou přímo souviset se složením jejich vnitřních vrstev. Tento průlom nabízí nový způsob, jak nepřímo studovat hluboké vrstvy těchto plynných obrů, které jsou jinak pro přímé pozorování nedostupné.
Polární záhada
Po celá desetiletí astronomové přemýšleli, proč Jupiter a Saturn, přestože mají podobnou velikost a chemické složení, vykazují tak kontrastní polární vzory počasí. Jupiterův severní pól je charakterizován centrálním vírem obklopeným osmi menšími rotujícími bouřemi, z nichž každá je asi poloviční než Země. Naproti tomu na severním pólu Saturnu je jediný, kolosální šestiúhelníkový vír, který se táhne ohromujících 29 000 kilometrů.
Tento rozdíl zůstal nevysvětlený, protože obě planety se skládají hlavně z vodíku a hélia. Nyní modelování výzkumníků z MIT naznačuje, že odpověď spočívá v “pevnosti” plynu na základně jejich polárních vírů.
Simulace vortexového chování
Tým provedl složité simulace s různými faktory, jako je velikost planety, rychlost rotace, vnitřní teplo a hustota plynu na základně víru. Zjistili, že měkčí, lehčí plynný substrát podporuje tvorbu více vírů, jak je vidět na Jupiteru, zatímco tvrdší a hustší substrát dává přednost jedinému dominantnímu víru – odrážejícímu Saturnovu šestiúhelníkovou bouři.
„Naše studie ukazuje, že vnitřní vlastnosti a měkkost vírové základny ovlivňují povrchové proudění tekutin,“ vysvětluje Wangying Kang, člen výzkumného týmu. “Spojení mezi povrchovými vzory počasí a planetárními interiéry nebylo dříve prokázáno.”
Důsledky pro planetární složení
Výsledky naznačují, že Saturn může mít pevnější a vrstevnatější vnitřní strukturu než Jupiter. To může být způsobeno vyšší koncentrací těžších prvků, jako jsou kovy nebo kondenzované materiály uvnitř Saturnu, což by zvýšilo hustotu jeho spodní atmosféry. Na druhé straně se zdá, že Jupiter je vyroben z měkčích a lehčích plynů.
Tento objev je významný, protože poskytuje nepřímou metodu pro studium nitra plynných obrů. Přímý průzkum hlubin těchto planet je pomocí současné technologie nemožný, takže toto spojení mezi povrchovými jevy a vnitřní strukturou je neocenitelné. Studie přijatá k publikaci v Proceedings of the National Academy of Sciences je založena na datech získaných z misí NASA Juno a Cassini, které poskytly podrobné snímky polárních bouří na Jupiteru a Saturnu za poslední dvě desetiletí.
Pochopení vnitřní struktury plynných obrů je zásadní nejen pro planetární vědu, ale také pro zlepšování modelů vzniku a vývoje planet. Odhalením zásadní souvislosti mezi povrchovými povětrnostními podmínkami a hluboko uloženým složením tento výzkum otevírá nové možnosti pro odhalení záhad těchto kolosálních světů.
