태양계

토성과 목성의 소용돌이치는 폭풍은 지구상의 어떤 것과도 다릅니다

2024

목성과 토성의 나선과 소용돌이는 매혹적으로 보일 수 있지만, 문자 그대로 그리고 다른 방식으로 이 세상에서 벗어난 격렬한 폭풍입니다. 지구에서는 이와 같은 일이 일어나지 않습니다.

이 가스 거인에 대한 맹렬한 폭풍은 지금까지 우리 행성의 것과 마찬가지로 낮은 대기에서 발생하는 것으로 생각되었습니다. 새로운 연구에 따르면 이러한 기이한 폭풍은 아마도 지구 표면 바로 위의 폭풍에 연료를 공급하는 외부 힘보다 더 깊은 내부 힘에 의해 구동될 수 있다고 제안합니다. 목성과 토성의 시뮬레이션은 사이클론과 고기압에서 제트 및 자기 기둥에 이르기까지 그들의 기상 시스템이 대부분 폭력적인 내부 과정에 의해 발생한다는 것을 보여주었습니다.

목성의 대적점 , 내부에서 형성되었을 것으로 생각되는 발전기 거대한 자기장을 생성하는 행성 안티 사이클론 —공기가 가라앉고 구름이나 비가 형성되지 않는 고압 지역의 시스템—은 이러한 현상 중 하나일 뿐입니다.

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이 거대한 행성에는 강력한 제트기류와 폭풍을 억제할 수 있는 견고한 기반이 없습니다. 과학 발전 , SYFY WIRE에 말했다. '이 행성들은 또한 지구보다 훨씬 더 빠르게 회전하고 있으며, 그들의 대기(그리고 단단한 표면이 없기 때문에 더 깊은 부분)는 우리 대기보다 더 격렬하게 끓고 있습니다. 이러한 요인들은 서로 다른 기상 조건에 기여하는 것 같습니다.'

가장 주목받고 있는 대적점과 토성의 육각형 폭풍보다 목성과 토성에 더 많은 폭풍이 일어나고 있다. 마지막으로 밝혀진 것 중 하나는 카시니 그것이 토성의 대기로 영원히 사라지기 전에 중력 데이터가 있었고, Juno 임무의 데이터와 함께 Yadav의 팀은 두 행성의 제트 기류가 수천 마일 깊이로 추락해야 한다고 결정하는 데 도움이 되었습니다. 이것은 이 행성에서 볼 수 있는 폭풍 소용돌이 중 일부가 표면 아래에서 발생하는 대류에서 생성되는지 여부에 대한 질문을 불러일으켰습니다.

'우리는 시뮬레이션에서 큰 폭풍이 목성의 큰 붉은 반점과 유사하게 서쪽 방향으로 천천히 이동한다는 것을 발견했습니다.'라고 그는 말했습니다.

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이 행성의 내부에서 폭풍이 어떻게 태어날 수 있는지 알아내기 위해 연구팀은 얇은 껍질과 두꺼운 껍질 시뮬레이션을 모델링했습니다. 이 두 가지 접근 방식 모두 기상 시스템이 나타나는 위치를 가정하는 것 이상으로 발전했습니다. 시뮬레이션의 각 유형은 시뮬레이션 중인 행성처럼 회전하도록 프로그래밍된 행성 모양의 구형 껍질에 난류를 일으키는 빠른 대류를 고려했습니다.

'얇은 껍질 접근은 이 행성들이 빠르게 회전하고 대류한다는 사실 때문에 상당히 큰 폭풍을 일으키는 것이 그리 어렵지 않다는 것을 시사합니다'라고 Yadav가 말했습니다. '이러한 폭풍은 격렬한 자기 조직화라는 과정에 의해 자발적으로 형성됩니다. 그러나 더 큰 폭풍을 일으킬 필요가 있다면 자기장이 역할을 할 수 있습니다.'

이 가스 거인에서 대류는 지구에서와 같이 더 따뜻하고 밀도가 낮은 가스가 상승하고 더 차갑고 밀도가 높은 가스 침강에 의해 발생합니다. 여기에는 가스만 포함되지만 기술적으로 모든 체액 , 또는 변화하기 위해 힘이 작용할 때 흐르고 모양이 변할 수 있는 물질.

목성에 폭풍의 소용돌이. 크레딧: NASA

얇은 껍질 케이스는 목성과 토성의 상부 대기에서 대류층에서 일어나는 일을 조사했습니다. 난기류 발생 더 차가운 가스가 가라앉는 더 어두운 대기 밴드 또는 벨트와 따뜻한 가스가 상승하는 영역으로 알려진 더 밝은 밴드 사이. 얇은 껍질 시뮬레이션은 저기압, 대적점을 발생시키는 것으로 생각되는 것과 같은 고기압, 그리고 다음으로도 알려진 지역과 벨트를 생성했습니다. 구역 제트기 목성과 토성과 같은 가스 거인에서.

이제 정말 무거운 물건을 위해. 행성의 발전기는 깊은 내부에서 자기장을 생성합니다. 지구의 발전기는 외부 코어(고체 철의 내부 코어 외부)에서 끊임없이 흐르는 액체 철이며, 전자가 흐르면서 전류가 생성되고 그 에너지는 자기장으로 변형됩니다. 이것이 자기장을 가진 행성이 금속 코어를 가지고 있다고 믿어지는 이유입니다. 두꺼운 쉘 시뮬레이션은 방법을 재현했습니다. 유체역학 유체처럼 행동하는 거대한 가스 층은 자기장과 상호 작용해야 합니다. 이로 인해 자기장 내부 깊숙이 대류가 발생하여 기둥을 우주로 토해냈습니다. 더 높은 자기 에너지가 있는 곳마다 더 많은 고기압을 만들었습니다.

'간헐적으로 내부 발전기 층은 본질적으로 외부 층에서 큰 유체 기둥을 방출합니다.'라고 Yadav는 말했습니다. '이 깃털은 영원히 계속 나갈 수 없으며 우리가 모든 폭풍 활동을 보는 표층에 의해 중단됩니다. 여기로 인해 코리올리 힘 , (목성의 자전으로 인해 존재함), 이 기둥은 고기압 폭풍이 되어야 합니다. 이것이 팬케이크 모양의 거대한 폭풍의 형성으로 이어지는 것입니다.'

행성 사이에는 약간의 차이가 있습니다. 토성은 더 흐릿한 대기를 가지고 있으므로 폭풍 뒤의 유체 역학은 목성보다 서로 더 비슷합니다. 두꺼운 대기로 인해 가스가 소용돌이치고 있는지 확인하기가 더 어렵기 때문일 수 있습니다. 토성에서도 고기압이 많이 발생하지 않는 것 같습니다.

다음에 토성과 목성의 최면 소용돌이를 바라볼 때 아름다움 뒤에는 야수가 있다는 것을 기억하십시오.