Огромные пятна гигантских планет


    Большое красное пятно Юпитера и Земля в масштабе

    Ураганы происходят на Земле постоянно, но только на 4 планетах-гигантах из внешней области Солнечной системы они достигают поистине гигантским масштабов: их длительность измеряется годами (вместо пары недель на Земле), а скорость в них может почти на порядок превосходить скорость в земных ураганах.


    Ход урагана «Мария» снятый со спутника GOES-13

    Рекордная скорость ветра зафиксированного на Земле составляет 512 км/ч, но к счастью для нас, такие ветра происходят только в торнадо имеющих небольшие размеры и существующие всего несколько часов. Однако для нанесения непоправимого вреда достаточно и меньшего: ветра со скоростью в 200 км/ч оказывается достаточно чтобы переносить женщину вместе с ванной на дистанцию в 180 метров, а рекордной дистанцией которую человеку удавалось пролететь оставшись после этого в живых — составляет почти 400 метров. Но самым важным конечно же является то что в результате таких погодных явлений продолжают гибнуть люди и наноситься огромный материальный ущерб: так последствиями урагана Мария (скорость ветра в котором составляла 280 км/ч) стали почти 92 млрд $ ущерба и более 100 человеческих жертв.

    Большое красное пятно (Юпитер)




    Этот ураган является пожалуй самым известным атмосферным явлением среди всех планет Солнечной системы и «визитной карточкой» Юпитера — оно существует как минимум с 1664 года и хотя за последнее столетие его размеры уменьшились в два раза, он продолжает на треть превосходить по размерам Землю. А раньше его размеры и вовсе достигали 14000 км на 41000 км. Скорость ветра на границе этого пятна составляет 430 км/ч, но даже при этой скорости воздушным потокам требуется 6 дней только для того чтобы закончить 1 оборот.


    Снимки сделаны Вояджером-1 в марте 1979 года при подлёте к Юпитеру с интервалом около 10 часов (длительность юпитерианских суток)

    Характерный контрастный бело-оранжевый цвет поверхности Юпитера придают восходящие и нисходящие потоки соответственно, но в плане того какие именно вещества создают такую окраску атмосферным явлениям — консенсуса пока нет. Сколько ещё просуществует это пятно пока неизвестно. Рекордная скорость ветра зафиксированная на Юпитере составляет 680 км/ч.


    Снимки зонда Кассини сделанные при пролёте него мимо Юпитера в направлении Сатурна

    Большое белое пятно (Сатурн)



    Большое белое пятно в 2011 году

    Этот ураган не может похвастаться таким же постоянством как юпитерианский: с 1876 года он появлялся и исчезал уже 8 раз с интервалом чуть менее 30 лет, за то скорость ветра в этом урагане достигает невероятных 1800 км/ч! Его появление учёные связывают с сезонными изменениями в атмосфере Сатурна и водяным паром который препятствует конвективному переносу тепла.



    Другой известный ураган этой планеты: Шестиугольник Сатурна — из-за того что он располагается на северном полюсе планеты, впервые его удалось обнаружить только в 1981 году Вояджерами. Данное сравнение основано на фото сделанных в июне 2013 (слева) и апреле 2017 года (справа) полученных зондом «Кассини».

    Чёрное пятно (Уран)




    Уран считается довольно «спокойной» планетой: Вояджеру-2 так и не удалось найти никаких пятен на его поверхности. Однако 24 августа 2006 года ураган на его поверхности таки удалось зарегистрировать с помощью телескопа «Хаббл» — его размеры составили 1300 км на 2700 км. 13 ноября 2011 года на Уран направил своё 10-метровое зеркало телескоп обсерватории Кека и обнаружил на нём это тёмное пятно… в довесок к нескольким светлым:



    В среднем скорость ветров на 40 параллели Урана достигает скорости 540-720 км/ч. А в пике скорость ветра может достигать 900 км/ч.

    Большое тёмное пятно (Нептун)




    После «разжалования» Плутона из статуса планеты Нептун получил звание самой далёкой планеты в Солнечной системе. Что однако не мешало ему до последнего времени иметь ураган с размерами 6600 км на 13000 км, а скорость ветра вокруг этого пятна ( обнаруженного Вояджером-2 в 1989 году) поистине колоссальной — целых 2400 км/ч! Как и пятна у предыдущих планет, оно также оказалось непостоянным: на снимках телескопом «Хаббл» сделанных в ноябре 1994 года его уже не было.


    Периодически возникающие ураганы на Нептуне заснятые «Хабблом»

    Причиной такой активности Нептуна считается внутренний источник тепла. Связана ли как-то эта активность с сезонными изменениями — пока сказать трудно, так как даже о самом существовании Нептуна нам известно только с 23 сентября 1846 года — чуть дольше чем один нептунианский год (составляющий почти 165 земных).

    И в довершение статьи об «одноглазых планетах» поговорим об таких же людях:



    Дэйл Майерс — единственный космический пират одноглазый руководитель NASA. Свой глаз он потерял в автомобильной аварии в 50-х годах, что не помешало ему устроиться на работу в NASA в 1964 году. Он сохранил своё место после катастрофы «Аполлона-1» и стал заместителем администратора NASA по пилотируемым программам в 1970 году. На этом посту он успел поучаствовать в спасении экипажа «Аполлона-13» и в назначении в экипаж «Аполлона-17» Харрисона Шмитта — единственного учёного побывавшего на Луне (изначально он должен был лететь со следующей, отменённой миссией). В 1974 году он покинул NASA, успев поработать в North American Aircraft Group над созданием самолёта B-1, пять лет прослужить в качестве заместителя министра по энергетики США и даже в качестве частного консультанта и директора собственной фирмы.

    В октябре 1986 года (через 11 месяцев после катастрофы «Челленджера») он был снова приглашён уже в качестве заместителя директора в NASA, но по началу не хотел принимать этот пост. Как пишут, приглашение на пост он принял только после звонка ему тогдашнего президента США Рональда Рейгана. На этом посту он проработал до апреля 1989 года, когда с поста ушёл тогдашний руководитель NASA Джеймс Флетчер, таким образом он проработал исполняющим обязанности руководителя NASA ещё месяц, пока не был назначен новый глава. Как указывают историки NASA: «ему удалось внести чувство оптимизма в агентство после катастрофы».

    После ухода из NASA в мае 1989 года он вернулся к работе частного консультанта и даже успел поучаствовать в стартапе Rocketplane Kistler которая смогла выиграть контракт по программе COTS от NASA, но из-за финансовых проблем фирма не смогла собрать необходимых для участия в программе средств. На момент смерти в 2015 году у него было двое дочерей, 5 внуков и 3 правнука, а ему самому было уже 93 года.
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 27
    • 0
      Раз существует долговременный ураган, то существует постоянный приток энергии!
      Откуда энергия?
      Можно предположить, что единственный источник энергии на поверхности планет-гигантов в условиях удалённости от Солнца, является вулканическая деятельность.
      • +4
        Предполагается что у планет-гигантов «поверхность» состоит из металлического водорода — довольно неподходящие условия для вулканической активности. До Юпитера, с учётом его размеров, солнечной энергии доходит намного больше + есть ещё гравитационный нагрев и возможно такой же разогрев радиоактивными элементами которые питаю вулканизм на Земле, но самого вулканизма скорее всего нет.
        • +1
          Смотря, что считать вулканами. Крио вулканы тоже отличаются от земных. Может на Юпитере металлический водород в каких-то местах «плавится» и выбрасывается или ещё какая-то активность с перемешиванием слоёв. Вполне можно отнести к вулканам если что-то такое есть.
          • +6
            Вы, видимо, не в курсе, как устроены планеты-гиганты «в разрезе». Так вот, типичные «юпитеры», или газовые гиганты, как их принято называть — это одно из звеньев в цепочке, связывающей планеты и звезды, и находится оно в той точке, когда тело начинает обретать больше черты звезды, нежели планеты. У газовых гигантов в своем большинстве нет «поверхности» как таковой на какой бы то ни было глубине — как и звезды, они представляют собой шар из слоев газа различной температуры и плотности (с возможным твердым силикатно-металлическим ядром). У Юпитера внешний слой — водородно-гелиево-амииачная атмосфера, мощностью где-то около 20 тысяч километров (да, атмосфера у Юпитера едва ли не вдвое толще, чем наша Земля в диаметре). Причем эта атмосфера не имеет также очень четкого разделения по слоям в разных фазовых состояниях, просто по мере погружения в нее плотность вещества растет и газы сжижаются, превращаясь сначала в жидкость, а потом в подобие жидкого металла (если водород при температуре >6000 градусов можно считать металлом, хотя с физической точки зрения он им и является). Само собой, границы, на которых происходит фазовый переход, присутствуют, но не такие, как на Земле, где у океанов есть четкая граница между ними и воздухом — это больше похоже на разделение слоев вблизи поверхности Солнца.

            Поэтому то, о чем вы говорите, если оно и существует, правильнее сравнивать не с вулканами, а либо с мантийными плюмами на Земле, либо с восходящими потоками плазмы, выдавливаемыми на поверхность магнитным полем в группах пятен на Солнце. Мне, кстати, нравится идея, что Юпитер не так давно поглотил относительно массивное тело, возможно, бывшее его малым спутником, и БКП — это «шрам» от погружения спутника внутрь Юпитера. С другой стороны, такие массивные шторма, если они затрагивают не только поверхностный, но и более глубокие слои атмосферы, просто сами по себе являются динамически устойчивыми образованиями, как показывали различные моделирования (тот же шестиугольник Сатурна прекрасно смоделировали в лаборатории, показав, что его граница по сути — устойчивая стоячая волна, образующаяся естественным путем).

            А по поводу внутреннего источника энергии у газовых гигантов есть много теорий, и вроде как у того же Юпитера массы достаточно, чтобы поддерживать в своем нутре очень вялотекущую термоядерную реакцию. Более активное «зажигание» наблюдается у «горячих юпитеров» и у следующей ступени — коричневых карликов, которые есть переходная ступень между планетами-изгоями и звездами.
            • 0
              Вы, видимо, не в курсе, как устроены планеты-гиганты «в разрезе»
              .
              Судя по тому, что до сих пор открывают новые факты об строении земли, я бы скромно предположил, что никто толком не в курсе. Мало ли, что там внутри происходит. Понятно, что вооообще не похоже на землю, но мой тезис был именно о названиях. Моря на луне, подводные озёра, планетарные туманности или морская свинка, ну Вы поняли. То есть если через лет 100 обнаружат процесс в котором жидкий водород будет пробиваться через слой чего-то это могут назвать вулканом. Могут не назвать, могут не найти.
              И да, спасибо за ликбез.
              • 0
                … Причем эта атмосфера не имеет также очень четкого разделения по слоям в разных фазовых состояниях, просто по мере погружения в нее плотность вещества растет и газы сжижаются, превращаясь сначала в жидкость, а потом в подобие жидкого металла…

                SilverHorse, тогда объясните: почему мы видим чёткие границы раздела течений на Юпитере, а на других планетах гигантах другая структура? И почему на Солнце мы не видим долгоживущих вихрей?
                Может ваши модели не отражают действительность, а только возможность существования при принятых искусственно условиях!

                • +2
                  тогда объясните: почему мы видим чёткие границы раздела течений на Юпитере

                  то, что вы называете чёткими границами, имеет размеры в сотни километров и вообще является визуализацией широкоспектральных данных
                  • 0
                    Это понятно, что зона разделения несколько километров, речь о том что написано так: как будто, имеется постепенный переход плотности вещества растет и газы сжижаются, превращаясь сначала в жидкость, а потом в подобие жидкого металла. Но, при наличии тепловой неоднородности (красного пятна) будут возникать резкие перепады как в плотности так и в температуре из-за изменения агрегатного вещества атмосферы. Если нет локальной аномалии (то есть, как написано в коментах: постепенный переход агрегатного состояния) вихри не возникают, тем более догоживущие!
                • +2
                  Массы Юпитера недостаточно для зажигания термоядерных реакций. Минимальная масса — около 13 масс Юпитера. И такие объекты классифицируются как коричневые карлики. «Горячие Юпитеры» тут вообще не при чём, это просто газовые гиганты, обращающиеся очень близко от своей звезды.
                  Внутренняя энергия Юпитера — это реликтовое тепло, оставшееся после формирования планеты, плюс продолжающееся гравитационное сжатие, плюс продолжающаяся дифференциация недр (сепарация веществ по плотности — гелий «тонет» в водороде).
                  • +1
                    Кажется где-то здесь была статья о юпитере. Там сообщалось, что все современные средства зондирования проникают в атмосферу едва ли на тысячу километров. Так что «как оно там на самом деле» известно только из теоретических соображений. Например металлическая форма водорода в лаборатории до сих пор достоверно не получена. В последнем эксперименте, о котором я читал, вроде бы получили переход водорода в отражающую субстанцию (т.е. имеющую электронный газ, как у металлов), но больше свойств особо и не было изучено. Т.е. что там при температурах и давлениях в центре известно только по формулам. Я очень уважаю математиков, которые сделали не одно открытие как принято говорить «на кончике пера», в последующем подтвержденные экспериментально, но не всё можно рассчитать, опираясь на текущие знания о физике, поэтому что-то утверждать о таких экстремальных условиях достаточно опрометчиво.
              • 0
                Первичное тепло, ядерный распад и гравитационное сжатие.
                • 0
                  del
                • 0
                  Не знал, что на планетах-гигантах есть воздух
                  • +6

                    Никогда не слышали термин "газовый гигант"?

                    • +3
                      Но воздух есть только на Земле, на других планетах атмосферы состоят из других смесей
                      • +4

                        Вас минуснули, но вы правы, а я ошибся. Воздух — вполне узкий термин, привязанный исключительно к нашей планете

                      • 0
                        Вы имели в виду «воздушный гигант»?
                    • +3
                      Снимки сделаны Вояджером-1 в марте 1979 года при подлёте к Юпитеру с интервалом около 10 часов (длительность юпитерианских суток)

                      То есть огромная планета вращается вокруг своей оси на 360 градусов за 10 часов. Или что вы имели ввиду?
                      • +7
                        Да. Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, у которой при этом самые короткие среди планет сутки. Снимки брались с таким расчётом чтобы выглядело так что планета не двигается.
                      • +1
                        Ураган — это поверхностное явление атмосферы, которая совершает теплообмен при конвекции. Так что, никакой металлический водород (который существует только при огромных давлениях) тут не играет никакой роли!
                        Вулкан же, как раз является тем постоянным источником энергии, накачивающим тепловой энергией и газовой аномалией, которая порождает в любой атмосфере вихрь, то есть, интенсивное перемешивание воздушных масс под действием теплового и газового выброса, что свидетельствует о цвете вихревого пятна! ч.т.д.
                        • +2
                          А что по вашему извергается вулканом? Особенно с учётом того, что каменное ядро покрыто слоем металлического водорода, никакой магмы, как в Земле, нет
                        • 0

                          Имеют ли место в этих вихрях сверхзвуковые течения газов?

                        • 0
                          Я думаю, что на стыке агрегатных состояний вещества атмосферы при взрывном воздействии (например выброс вулканического газа при извержении) породит быстротекущие процессы, вплоть до химических реакций (которые могут идти не только в экзотермическом режиме, но и эндотермическом. Это, кстати, породит резкие скачки в плотности, что в свою очередь может породить сверхзвуковые скорости газа.
                          • +1
                            он продолжает на треть превосходить по размерам Землю

                            Большое красное пятно Юпитера и Земля в масштабе

                            КДПВ с текстом не сходится, разница не на треть, а, минимум, в 2-2.5 раза.
                            • +1
                              Пятно сейчас быстро сокращается — скорее всего для картинки брали состояние где-то на 2000-й год.
                            • +1
                              рекордной дистанцией которую человеку удавалось пролететь оставшись после этого в живых — составляет почти 400 метров.

                              Помнится, в 1984м в Москве был ураган, там какого-то семилетнего парня на несколько километров унесло, тоже выжил. Но, естественно, в книгу Гиннесса не попал.

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое