Глубина атмосферы определяет направление ветров на планетах-гигантах

Ученые из Института Вейцмана впервые объяснили, почему на одних планетах-гигантах ветра дуют на восток, а на других – на запад. Десятилетиями астрономов озадачивала странная закономерность: на Юпитере и Сатурне экваториальные ветра дуют на восток со скоростью до 2000 км/ч, а на Уране и Нептуне столь же мощные потоки направлены в обратную сторону – строго на запад.

При этом все четыре планеты-гиганта вращаются быстро, получают мало солнечного света и имеют внутренний источник тепла. Казалось бы, если условия на планетах похожи, направления ветров тоже должны совпадать, а это не так.

Команда астрономов из Института Вейцмана смогла ответить на этот вопрос. Они построили модель, которая объясняет направление ветров на всех планетах-гигантах. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Внутреннее тепло планет создает конвекцию – горячий газ поднимается из глубины, холодный опускается вниз. Быстрое вращение планеты превращает эти вертикальные круговороты в вытянутые горизонтальные "конвейерные ленты", тянущиеся вдоль экватора и переносящие огромные массы газа.

Направление этого "конвейера" критически зависит от глубины атмосферы. При одной глубине "конвейер" гонит газ на восток, при другой – на запад. Система "застревает" в одном из двух устойчивых состояний и стабилизируется. Компьютерные модели показали: меняя только глубину атмосферы, можно воспроизвести ветра всех четырех планет.

Теперь ученые проверяют модель на данных зонда Juno, работающего у Юпитера, и надеются применить открытие к экзопланетам, чтобы понять атмосферы миров за пределами Солнечной системы.