Астрономы обнаружили слои дымки над шестиугольным вихрем Сатурна ( 1 фото )

Астрономы проанализировали снимки гигантского шестиугольного вихря на Сатурне, сделанные межпланетной станцией «Кассини», и обнаружили над ним систему из нескольких слоев дымки. Понимание их природы и свойств позволит изучить связь между шестиугольником и верхними слоями атмосферы газового гиганта. Статья опубликована в журнале Nature.

Гигантский шестиугольник на северном полюсе Сатурна — уникальное для планет Солнечной системы стабильное атмосферное образование. Впервые его обнаружили зонды программы «Вояджер» еще в 1981 году, а с 1991 года за вихрем следит космический телескоп «Хаббл». В период с 2006 по 2017 год его изучала межпланетная станция «Кассини»: станции удалось увидеть смену сезонов в шестиугольнике и получить его рекордно детальные снимки.

Данные «Кассини» также показывают, что шестиугольник наблюдается в верхней тропосфере и стратосфере, простираясь более чем на 300 километров над основными облачными слоями. Оценка времени жизни вихря составляет на сегодня более 38 лет: это больше, чем год на Сатурне (29,4 земных года).

Астрономы во главе с Агустином Санчесом-Лавегой (Agustín Sánchez-Lavega) из Университета Страны Басков проанализировали изображения шестиугольника, полученные станцией «Кассини» в июне 2015 года. У этих снимков высокое пространственное разрешение (1–2 километра на пиксель), а охватывают они широкий диапазон длин волн (от 225 до 950 нанометров). Кроме того, ученые использовали данные наблюдений за Сатурном космического телескопа «Хаббл», полученные в конце июня 2015 года.

На снимках астрономы обнаружили систему из шести-семи последовательных слоев дымки: они расположены над верхним слоем облаков к югу от шестиугольника. Вертикальная толщина отдельных слоев варьировалась от 7 до 18 километров, вся система простиралась на высотах от примерно 130 до 340 километров от видимого облачного слоя.

Чтобы определить параметры каждой дымки, ученые построили модель, в которой их оптические свойства описывались плотностью частиц, их размерами и высотой, а затем сравнили полученные результаты с данными наблюдений.  Для тропосферной дымки размер отдельных частиц оказался равен 1,45 микрометра, а значение плотности составило 100 частиц на кубический сантиметр. Для стратосферных дымок размер отдельных частиц составил 0,07 микрометра, а плотность —100–500 частиц в кубическом сантиметре.

Предполагается, что дымки состоят из частиц сконденсированных углеводородов, таких как ацетилен, пропин, пропан, диацетилен или бутан, которые образуются на больших высотах в результате фотохимических реакций. Однако нельзя исключать и частицы толинов или других продуктов сложных химических реакций в атмосфере Сатурна. Вертикальное распределение дымок может быть связано с распространяющимися вверх внутренними гравитационными волнами. В дальнейшем ученые намерены исследовать механизмы распада дымок и изменение их свойств в связи со сменой сезонов на Сатурне.

Ранее мы рассказывали о том, как Сатурн обошел Юпитер по количеству спутников, как «Кассини» увидел полярные сияния Сатурна в деталях и почему гелиевый дождь назвали причиной «молодости» Сатурна.

Александр Войтюк