Разгадан секрет формирования многоугольников из атмосферных вихрей на Юпитере

Ученым давно известно, что в окрестностях южного полюса Юпитера атмосферные вихри формируют загадочные структуры, напоминающие правильные многоугольники. В новом исследовании астрономы попытались понять причину такого необычного поведения вихрей на Юпитере, а также других гигантских планетах.

Как на Земле, так и на Юпитере, атмосферные вихри формируются в окрестностях экватора планеты, а затем начинают двигаться в направлении полюсов. Однако на Земле вихри при прохождении над участками суши обычно рассеиваются, в то время как на Юпитере – у которого полностью отсутствует твердая поверхность – атмосферные вихри беспрепятственно достигают полюсов и по непонятным причинам группируются в форме правильных пяти- или шестиугольников.

В новой работе ученые во главе с Ченом Ли (Cheng Li) смогла найти причину столь необычного поведения юпитерианских атмосферных вихрей, используя математическую модель, построенную лордом Кельвином, британским физиком и математиком, около 150 лет назад. Эта модель была построена Кельвином для описания результатов ранних опытов, проведенных в 1878 г. американским физиком Альфредом Майером, который поместил в воду плавающие кольцевые магниты и наблюдал самопроизвольную ориентацию их в форме правильных многоугольников.

Согласно команде Ли, идея о применении модели Кельвина к движению вихрей в атмосфере Юпитера и других гигантских планет никогда прежде не фигурировала в научной литературе. Расчеты, проведенные исследователями по этой модели, показали, что на Юпитере каждый атмосферный вихрь, входящий в состав многоугольника, окружен оболочкой, вращающейся в противоположном направлении и представляющей собой аналог земного антициклона. Наличие таких оболочек обеспечивает взаимное отталкивание вихрей; в случае ее отсутствия наблюдается их слияние, пояснили авторы.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.