Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Атмосферы планет-гигантов ("непонятки на Сатурне")  (Прочитано 8430 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ТатьАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 9 947
  • Благодарностей: 58
    • Сообщения от Тать
http://physics.com.ua/news.php?id=1483
Этого события ученые ждали 30 лет. Астрономы смогли получить детальные изображения загадочного образования – шестиугольника – на северном полюсе Сатурна. Дело в том, что в течение последних 29 лет на этой планете продолжалась зима, и данный регион не освещался Солнцем. Ученым были доступны лишь снимки в инфракрасном диапазоне. Последний раз шестиугольник в видимом свете был сфотографирован аппаратом Voyager 30 лет назад.
 И все эти 30 лет он существует.

На снимках, сделанных с расстояния 765 тыс. км, можно заметить концентрические круги и другие причудливые фигуры на шестиугольнике. Ученые долгое время ломают голову над формой данного явления. Считается, что шестиугольник образовался в результате вихревых потоков в атмосфере Сатурна. Однако то, каким образом многограннику удается сохранять правильную форму столь долгое время, остается загадкой



Интересно: на северном полюсе это, а что на южном? Кто нибудь попадал на информацию? Есть ли у наших светлых голов идеи - что это и как образуется.
 Может сквозная дыра? так выглядит... :)

http://www.college.ru/astronomy/course/content/chapter4/section7/paragraph2/theory.html
На Сатурне очень сильные ветра. «Вояджер-2» измерил их скорость на экваторе – получилось около 500 м/с. Ветра дуют, большей частью, в восточном направлении (напомним, что как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток). Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется все больше западных течений. Преобладание восточных потоков (по направлению осевого вращения) указывает на то, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2000 километров. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора!
Зависимость скорости ветров на Сатурне от широты


Несмотря на то, что плотное ядро у Сатурна есть - соединения кремния и металлов, плотность его меньше, чем у воды.
Сатурн имеет одну интересную особенность: он – единственная планета в Солнечной системе, чья плотность меньше плотности воды (700 кг на кубический метр). Если бы было возможно создать огромный океан, Сатурн смог бы в нем плавать!
http://www.college.ru/astronomy/course/content/chapter4/section7/paragraph1/theory.html

В.Высоцкий: " Ловко пользуется Тать тем, что может он летать"

Оффлайн Ben-zin

  • ***
  • Сообщений: 223
  • Благодарностей: 2
    • Сообщения от Ben-zin
А с приливными силами от спутников этот 6-угольник никак не связан?  ???
-Послезавтра   выходим, -  сказал  Кандид. - Пищу  ты приготовил?
-Я  пищу  приготовил  и  уже  съел...
©

bob

  • Гость
Эта картинка всех много десятилетий занимает. При пролёте "Вояджера" все думали, что что-то не правильно поняли. Теперь всем ясно, что многоугольник есть. У меня возникла мысль при рассмотрении снимка - видно, что шестиугольник не точный. Полосы тяготеют к кругу, но выстраиваются "углами" в стороне, противолежащей трём (из шести) наиболее мощным "циклонам", немного опережающим или отстающим от "углов". При заданных плотности и составе атмосферы среднее число крупных циклонов и антициклонов на одной широте всегда одинаково, по чисто газодинамическим причинам. В данном случае их всегда (или почти всегда) шесть. Вот интересно, как выглядел бы многоугольник над земным полюсом, если бы вся атмосфера была затянута облачностью. Где глянуть погодную карту заполярья за сегодня? Можно попробовать сделать реконструкцию явления.
« Последнее редактирование: 12 Дек 2009 [18:00:52] от bob »

Оффлайн Миллиард

  • ****
  • Сообщений: 261
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от Миллиард
bob, сдаётся мне, Вы не тот шестиугольник рассматриваете. Чёрное пятно в центре - это похоже просто тень. Сам гексагон чуть побольше.  И имеет более менее точное очертание  :)
« Последнее редактирование: 12 Дек 2009 [18:09:27] от Миллиард »

bob

  • Гость
Тот, тот. Я просто внешний не обрисовал. Посмотрел карту средних изобарических аномалий над земными полюсами. У нас это - чуть поломаный квадрат:
http://meteoinfo.ru/anomalii3
Атмосфера менее плотна, состав другой, планетка поменьше. Шесть вихрей на одном погоне не умещается. :) Интересно также, что центр квадрата несколько смещён от географического полюса к магнитному.  Но это и не удивительно - любой циклон и антициклон не только газодинамический вихрь, но и немалая заряженная масса от трения о поверхность и о воздух.
« Последнее редактирование: 12 Дек 2009 [22:32:37] от bob »

bob

  • Гость
В общем, моя мысль тривиальна: в зависимости от размера планеты, состава атмосферы, давления и температуры, полярные "многоугольники" зависят от среднего числа типовых для данных условий широтных атмосферных вихрей, которым тесно в высоких широтах. Соответственно, у крупных планет их упаковывается шесть, у мелких - четыре. Или ничего, так как здесь важна кратность - картинка, например, из пары циклонов и одного антициклона - явно невозможна. Обкатка вихрей друг по другу станет неустойчивой, и всё поломается. А восемь вихрей - это уже много. Останется место для ещё шести посередине. Так что, либо четыре, либо шесть. Шесть, понятное дело, стабильнее. ( Задачка на наиболее плотную укладку вращающихся зубчатых колёс фиксированного диаметра, так, чтобы они не мешали друг другу крутиться. :) )
« Последнее редактирование: 13 Дек 2009 [00:51:02] от bob »

thirtyseconds

  • Гость
Ну откровенно говоря, если честно по линиям проводить (я земную атмосферу имею ввиду), то будет очень сложно говорить о какой то геометрической фигуре, пусть даже и поломанной. Спору нет - сходство явлений есть. Но на Сатурне в том и загадка, что сохранятся видимая строгость пятиугольника на протяжении долгого времени...

bob

  • Гость
Ну откровенно говоря, если честно по линиям проводить (я земную атмосферу имею ввиду), то будет очень сложно говорить о какой то геометрической фигуре, пусть даже и поломанной. Спору нет - сходство явлений есть. Но на Сатурне в том и загадка, что сохранятся видимая строгость пятиугольника на протяжении долгого времени...
На Земле строгости меньше, она чаще ломается, но всё-таки есть. И чёткая. См. карту. Крупных вихря, в среднем, четыре. Если бы атмосфера была поплотнее и похолоднее, видимо, тоже уложилось бы шесть.
« Последнее редактирование: 12 Дек 2009 [18:59:13] от bob »

bob

  • Гость
Любопытно, что на полюсах Венеры и Марса. Скорее всего - ничего. На Венере гиперротация атмосферы, на Марсе атмосферы почти нет. Так что слабый, подверженный сильным сезонным колебаниям, аналог может быть только у нас. Иногда многоугольник ненадолго складывается. Причём, именно в суровые зимы, когда фиксируются зимние антициклоны. Но чаще присутствует в потенциале. В виде среднего распределения давлений за большой период. Всё-таки самая массивная из земной группы планет, с достаточно плотной и прохладной атмосферой.

P.S. Ещё раз присмотритесь к сравнительной изобарической картинке земного и сатурнианского полюса, я её подредактировал, чтобы было нагляднее.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,67853.msg1107236.html#msg1107236
Кстати ещё мысль насчёт полярных свечений. Помимо полярных сияний может быть вклад и от электростатики. И у нас на границах атмосферных вихрей есть полосы сильных гроз. На Сатурне же эти вихри и хорошо видная зона турбулентности вокруг них обкатывается друг по другу с авиационными скоростями. Статика должна накапливаться соответствующая. Но это так, предположительно. А стабильность... Попробуйте остановить вихрь, который массивнее всей нашей атмосферы и океанов, вместе взятых. Его инерция близка к инерции какого-нибудь спутника планеты. Кроме того, если исчезнут именно эти шесть, их место неизбежно займут шесть других. В среднем их всегда шесть, а некратные картины не могут быть долговременными. ( Некратное число вихрей будет мешать друг другу. По аналогии с зубчатыми колёсами - некратному в механизме зубчатку сорвёт. :) )
« Последнее редактирование: 13 Дек 2009 [01:13:06] от bob »

Оффлайн аФон+

  • *****
  • Сообщений: 10 924
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от аФон+
http://physics.com.ua/news.php?id=1483


Интересно: на северном полюсе это, а что на южном? Кто нибудь попадал на информацию? Есть ли у наших светлых голов идеи - что это и как образуется.
 Может сквозная дыра? так выглядит... :)



Такие же "дырки" можно наблюдать из космоса и на Земле


Оффлайн ТатьАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 9 947
  • Благодарностей: 58
    • Сообщения от Тать
bob
Цитата
Любопытно, что на полюсах Венеры и Марса. Скорее всего - ничего. На Венере гиперротация атмосферы, на Марсе атмосферы почти нет. Так что слабый, подверженный сильным сезонным колебаниям, аналог может быть только у нас.
Ненавязчиво напомню, что планет есть еще. :)

"На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. Замечено, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения."
http://www.college.ru/astronomy/course/content/chapter4/section9/paragraph2/theory.html
 Те же условия но вроде о многоугольниках на полюсах не слышно. Есть пятно, как на Юпитере.

Странности в атмосфере есть и у Урана
http://www.college.ru/astronomy/course/content/chapter4/section9/paragraph2/theory.html тоже долгоживущие пятна.
У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости.
Может и это вносит свою лепту в происходящее в атмосфере.

В.Высоцкий: " Ловко пользуется Тать тем, что может он летать"

bob

  • Гость
Ненавязчиво напомню, что планет есть еще. :)

"На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри.
Да я не настаиваю. Тем более, что, если механизм и есть, то важны и условия его видимости. На Земле, к примеру, "увидеть" его можно только по картам метеосводок, что я и сделал. Облачный покров не сплошной и многослойный. Приземный слой облаков, к примеру, никак в процессе не участвует. То же самое и с высотными облаками. Чтобы увидеть механизм воочию, необходимо, чтобы самая верхняя наблюдаемая кромка облаков участвовала в образовании широтного вихря. Если сверху (или снизу, при высокой прозрачности) есть слой облачности, не участвующий в процессе, увидеть процесс будет невозможно. В частности, даже периодические явления "исчезновения" БКП наверняка определяются его покрытием высотными облаками, а вовсе не распадом. А сколько таких своебразных объектов может лежать глубже, абсолютно невидимыми, об этом можно только гадать.
Всё-таки всё, что мы знаем о планетах-гигантах из опыта - это... внешний вид поверхностного слоя их облаков и замеры излучения по нескольким траекториям в их магнитосферах. Всё остальное - догадки и экстраполяции.
Так что вопрос о наличии или отсутствии полярных "многоугольников" и других долгоживущих деталей затрудняется ещё и условиями видимости. Ваше соображение насчёт ориентации оси вращения тоже может иметь большое значение. Я, к примеру, не вижу оснований для поддержания высокоширотных вихрей на Уране, когда он повёрнут полюсом к Солнцу. Скорее всего, циркуляция облачности в поверхностных слоях в такие моменты подчиняется другим правилам.
« Последнее редактирование: 13 Дек 2009 [13:28:55] от bob »

Оффлайн ТатьАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 9 947
  • Благодарностей: 58
    • Сообщения от Тать
bob
Цитата
( Задачка на наиболее плотную укладку вращающихся зубчатых колёс фиксированного диаметра, так, чтобы они не мешали друг другу крутиться. Smiley )
идея хороша но.... Шесть вихрей должны чередовать направление вращения и окружающий их круговой ветер (окружность, охватывающая шестерку) через один будет ускорять/ разгонять.

Как объяснить: Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты?
В.Высоцкий: " Ловко пользуется Тать тем, что может он летать"

bob

  • Гость
Как объяснить: Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты?
На какой высоте? Дело в том, что само "вращение" планеты берётся как среднее от зонального вращения облачного покрова:
"...Сидерический период вращения для Нептуна равен 16,11 часов[4]. Вследствие осевого наклона, сходного с Земным (23°), изменения в сидерическом периоде вращения в течение его длинного года не является значимыми. Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности, его атмосфера подвержена дифференциальному вращению. Широкая экваториальная зона вращается с периодом приблизительно 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. В противоположность экватору, полярные области вращаются за 12 часов. Среди всех планет Солнечной системы такой вид вращения наиболее ярко выражен именно у Нептуна[91]. Это приводит к сильному широтному сдвигу ветров..."
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B0_%D0%9D%D0%B5%D0%BF%D1%82%D1%83%D0%BD%D0%B0#.D0.9A.D0.BE.D0.BB.D1.8C.D1.86.D0.B0
Вот упоминание о том, что верхний слой облаков смещается относительно основного действительно в противоположном их вращению направлении:
"...На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экватору планеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час. Ветры дуют на Нептуне в западном направлении, против вращения планеты. Замечено, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения..."
 http://astro-era.narod.ru/solar/neptun/atmosfera_neptuna.html
Наиболее точно об этом написано на сайте Вики:
http://www.allplanets.ru/solar_sistem/neptune/neptune_statya.htm#atmo
Попятное вращение внешнего слоя перистых облаков относительно нижнего, принятого за "период вращения" Нептуна наблюдается только на экваторе.

P.S. Период обращения твёрдого ядра не известен. Поэтому не известно, и что движется "попятно", а что "с опережением". Возможно, и даже скорее всего, слоёв атмосферы с различными зональными скоростями, в том числе и попятными, много. На Земле, кстати, тоже так.


« Последнее редактирование: 13 Дек 2009 [16:34:53] от bob »

bob

  • Гость
Так как от Сатурна мы плавно перешли к атмосферам планет-гигантов вообще, есть идея переименовать тему.

Оффлайн ТатьАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 9 947
  • Благодарностей: 58
    • Сообщения от Тать
bob
Цитата
Поскольку Нептун не имеет твёрдой поверхности....
Цитата
P.S. Период обращения твёрдого ядра не известен....
Как у Маменко: жидким, но сухим... :)

Цитата
есть идея переименовать тему.
делайте, раз уж перешли к атмосферам
В.Высоцкий: " Ловко пользуется Тать тем, что может он летать"

bob

  • Гость
ОК. Сделал.

Оффлайн ing

  • *****
  • Сообщений: 1 004
  • Благодарностей: 14
  • "Космогонии" это такие большие вечные двигатели.
    • Сообщения от ing
Устойчивость подобных образований тем больше чем больше число Рейнольдса.
Оно характеризует отношение сил инерции к сила вякости в потоке среды.
Это число легко преобразуется к виду (V*d)/(a*L) где сверху скорость потока и масштаб образования, внизу скорость звука и длина свободногопробега частиц среды.
ing

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 6 090
  • Благодарностей: 134
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
Re: Непонятки на Сатурне
« Ответ #18 : 13 Дек 2009 [23:21:27] »
Тёмное пятно в центре снимка Сатурна - это просто незаснятая область.
А 6 или 4 вихря формируется вокруг полюса - это наверно на толщину атмосферы завязано - тем толще, тем больше влияние "центральной точки"

bob

  • Гость
У нас, на Земле, это ещё на число континентов и океанов, близких к полюсам, завязано. Хотя, если бы океан был сплошным, и облачность сплошной, картина, наверное, была бы устойчивее и симметричнее. Всё равно больше четырёх крупных структурных образований не поместилось бы.
« Последнее редактирование: 14 Дек 2009 [04:57:20] от bob »