Na pierwszy rzut oka Jowisz i Saturn to kosmiczni bracia bliźniacy. Dwa ogromne gazowe olbrzymy, zbudowane głównie z wodoru i helu, kręcą się szybko jak karuzele, a do tego emitują ciepło z wnętrza. Nawet kolekcjonują księżyce podobnie, jakby rywalizowały, kto ma bardziej imponującą „rodzinę”.
A jednak jest coś, co od lat doprowadza planetologów do frustracji: dziwne burze polarne, które na tych planetach wyglądają zupełnie inaczej.
I teraz najlepsze: najnowsze badania sugerują, że te burze nie są tylko „pogodą”. One mogą być oknem do wnętrza planety.
Jedna planeta, jedna burza. Druga planeta… burzowa pizza
Różnica wygląda tak:
- Saturn: na każdym biegunie ma jeden gigantyczny wir, jedną wielką burzę, która dominuje wszystko.
- Jowisz: na biegunach też ma dużą burzę, ale otoczoną pierścieniem mniejszych burz, ułożonych jak w geometrycznym wzorze.
To nie jest kosmetyka. To kompletnie inna dynamika atmosfery.
MIT: rozwiązanie zagadki może być… pod powierzchnią
Dwójka planetologów z MIT – Wanying Kang i Jiaru Shi – stworzyła model, który próbuje odpowiedzieć na proste pytanie:
Dlaczego burze na Saturnie łączą się w jedną, a na Jowiszu utrzymują się w wielu osobnych wirach?
Klucz tkwi w tym, jak burze są „zakotwiczone” w głębszych warstwach atmosfery i wnętrza planety.
Kang mówi wprost: to, co widzimy na powierzchni, może zależeć od tego, jak „miękkie” lub „twarde” jest dno wiru, czyli dolna warstwa, na której burza się opiera.
Brzmi abstrakcyjnie? To wyobraź sobie wiry jak bączki:
- jedne kręcą się na twardej powierzchni i łatwiej się stabilizują,
- inne kręcą się na miękkim podłożu i tracą strukturę.
Dlaczego model jest 2D, skoro planety są 3D?
Tu jest fajny trik naukowy.
Na szybko obracających się planetach (a Jowisz i Saturn obracają się bardzo szybko) ruch gazów ma tendencję do układania się wzdłuż osi obrotu. To oznacza, że część dynamiki 3D można „spłaszczyć” do 2D bez utraty sensu.
Efekt? Symulacje:
- są setki razy szybsze,
- łatwiej badać wiele scenariuszy,
- szybciej widać, co wpływa na końcowy kształt burz.
Co wyszło z symulacji? Konkrety
Jowisz: dużo energii, dużo turbulencji, dużo burz
Według modelu Jowisz:
- ma warstwy atmosfery wystarczająco energetyczne, żeby tworzyć mnóstwo wirów,
- ale turbulencje „wcześnie” blokują ich łączenie,
- dlatego burze pozostają osobne, zamiast zlewać się w jeden superwir.
W skrócie: Jowisz nie pozwala burzom się pożenić. Każda zostaje sobą.
Dlatego biegun wygląda jak „korona” z wielu burz.
Saturn: warunki sprzyjają fuzji burz
Saturn natomiast ma atmosferę, gdzie:
- turbulencje są słabsze lub tłumione,
- albo więcej energii znika przez tarcie,
- i znika bariera, która blokuje łączenie wirów.
Efekt jest brutalny:
wszystkie wiry z czasem zderzają się i sklejają w jedną gigantyczną burzę.
Najważniejszy wniosek: burze mówią nam o wnętrzu planet
I tu jest sedno całej historii.
Shi i Kang sugerują, że różnice w burzach polarnych mogą wynikać z tego, że:
- Saturn ma wnętrze bardziej „metaliczne”, bardziej wzbogacone w cięższe składniki,
- może mieć też więcej materiału podatnego na kondensację,
- a to może tworzyć silniejsze rozwarstwienie i zmieniać dynamikę atmosfery od spodu.
Czyli: patrzysz na burzę, a widzisz wnętrze planety.
To trochę jak z medycyną:
nie zaglądasz człowiekowi do środka, tylko analizujesz objawy.
Burze to objawy.
Dlaczego to ważne (nie tylko dla fanów kosmosu)
To odkrycie może mieć wpływ na:
- modele klimatu Jowisza i Saturna,
- zrozumienie transportu energii w atmosferze,
- interpretację danych z misji (Cassini, Juno),
- a nawet badanie egzoplanet-gazowych olbrzymów, które widzimy wokół innych gwiazd.
Bo jeśli wiemy, jak burze zdradzają wnętrze planety, to możemy lepiej oceniać obce światy, których nigdy nie dotkniemy.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences .