Юпитер мен Сатурнда экваторлық желдер шығысқа қарай соғады, бұл планеталардың айналу бағытымен сәйкес келеді, ал Нептун мен Уранда олар батысқа қарай бағытталады. Жақында ғана бұл айырмашылық осы планеталардың ішкі құрылымының ерекшеліктерімен түсіндірілетін. Алайда жаңа зерттеулер бұл құбылыстың артында бір ғана физикалық механизм жатқанын көрсетті.

Алып планеталардың құрылысы мен атмосферасы

Күн жүйесінің газды алыптары — Юпитер мен Сатурн — негізінен сутегі мен гелийден тұрады. Олардың терең қабаттарында жоғары қысым әсерінен газдар біртіндеп сұйық күйге өтеді, ал қуатты ішкі жылу көздері атмосфераларын ішінен «қайнататындай» етеді. Оларға қарағанда, мұзды алыптар — Уран мен Нептун — сутегі мен гелийді аз, бірақ су, метан және аммиакты көбірек қамтиды. Олардың ішкі қабаттары тығыз әрі суық, ал өз жылу шығару деңгейі әлдеқайда төмен, әсіресе Уранда.

Атмосфера циркуляциясының себептері

Бұрын газды алыптардың атмосферасының тұрақты айналымы ішкі жылу ағындарымен, ал Уран мен Нептунда — күн сәулесінің әсерімен байланысты деп есептелетін. Айта кетсек, алып планеталардағы жел жылдамдығы Сатурнда секундына 300 метрге, Нептунда 400 метрге дейін жетеді.

Атмосфералық ағындарға жаңа көзқарас

Жуырда Science Advances журналында жарияланған ғылыми жұмыс екі түрлі атмосфералық ағындар да бір механизм — терең конвекцияның нәтижесі болуы мүмкін екенін көрсетті. Бұл процесс — атмосферада немесе сұйықтықта жылудың айналым арқылы араласуы. Планетологтар әмбебап модель жасап, конвекциялық ағындар («бағандар»), планеталардың терең қабаттарында айналу әсерінен пайда болып, әртүрлі бағытқа еңкейе алатынын және экватордағы жел бағытын анықтайтынын анықтады.

Израильдегі Вейцман институтынан Керен Дур-Милнер жетекшілік еткен халықаралық зерттеу тобы үш өлшемді сандық модельді қолданып, алып планеталардың тереңінен жоғары көтерілетін ыстық заттың әсерінен атмосфералық ағындарды қайта жасады.

Механизмнің әмбебаптығы

Конвекциялық «бағандардың» еңкеюінен басқа барлық физикалық параметрлер өзгеріссіз қалғанда, ғалымдар алғаш рет бірдей физикалық жағдайларда да атмосфера екі түрлі күйдің бірінде — экваторда шығыс немесе батыс желімен тұрақтана алатынын көрсетті.

Бұл күйлер арасындағы ауысу конвективті қабаттың тереңдігіне байланысты: терең қабықтар Юпитер мен Сатурнға тән, ал таяздары — Уран мен Нептунға. Аралық жағдайда екі нұсқа да мүмкін, ал нәтиже бастапқы турбуленттіліктің кездейсоқ ауытқуларына тәуелді. Модельдеу экваторлық толқындардың да бар екенін көрсетті, олар айналу түріне қарай қарама-қарсы бағытта қозғалады, бұл планетологтардың пікірінше, осы процестердің әмбебап механизмін көрсетеді.

Зерттеудің маңызы

Осылайша, жаңа зерттеу авторлары төрт алып планетаның атмосфера динамикасын біріктіріп, алыс әлемдер мен жұлдыздардың терең қабаттарындағы ұқсас процестерді зерттеуге қажетті құралдар алды.