Весь лик газового гиганта Юпитера покрыт длинными полосами, от полюса и до полюса. До сих пор неясно, чем объясняется их появление. Новое исследование показывает, что к такому эффекту может приводить притяжение 60-ти лун Юпитера. По крайней мере, в лаборатории все выглядит именно так.

Юпитер и его полосы
Сфера воды, заключенная в упругий силиконовый цилиндр. На нее воздействуют роликом, вращающимся независимо от самой сферы

Вообще, к появлению полос приводит циркуляция атмосферы Юпитера, фронты ветров, дующих стабильно и с разной скоростью. Однако почти полвека, начиная с первого обнаружения на планете этих полос, ученые не могли понять, что обеспечивает такое постоянство ветра. Как правило, потоки воздуха создаются конвекцией, подъемом более горячего и разреженного газа, и опусканием, соответственно, холодного и плотного. Но, кажется, на Юпитере это не совсем так.

К этому выводу пришли немецкие и французские физики, которые во главе с профессором Андреасом Тильгнером (Andreas Tilgner) провели изящный эксперимент. Они отталкивались от того, что Юпитер, как и любая газовая планета, представляет собой жидкий шар, вращающийся вокруг своей оси. А теперь представьте, что над таким шаром вращается еще и спутник. Его притяжение будет влиять на поведение жидкости, вызывая появление волн, расходящихся параллельно экватору. Несколько лет назад ученые показали, что теоретически подобное возможно, а теперь доказали на практике.

В своей лаборатории они воссоздали «газовую планету»: в цилиндре податливого силикона они сделали сферическую выемку и заполнили ее водой. Чтобы наблюдать возникающие в ней течения, в воду добавили крохотные кусочки легкого пластика. Наконец, цилиндр с водой стали вращать — и приложили к силиконовому цилиндру силу, которая действует на шар воды аналогично приливным силам, действующим на планету со стороны спутника.

Как результат, это воздействие, конечно, чуть изменило форму самой «планеты», слегка деформировало ее из сферы в овал, один из концов которого направлен к «спутнику», а второй — обратно. Так, кстати, происходит и на Земле, только деформируется не вся планета, а лишь поверхность мирового океана: приливные силы Луны вызывают приливы.

А кроме того, ученые обнаружили то, что и ожидали обнаружить: при определенных относительных скоростях вращения водяной сферы и «спутника» (его воздействие имитировала пара независимо вращающихся роликов, сдавливавших цилиндр) течения воды упорядочивались и приводили к появлению тех самых полос, которые каждый видел на фотографиях Юпитера.

Добавим, что даже сами авторы этой работы признают, что влияние спутников на такую огромную планету не может быть столь велико, и в появлении полос на ее планете должны участвовать еще какие-то силы. Их еще предстоит установить.

Кстати, мы как-то писали об одном весьма похожем исследовании, в ходе которого ученым удалось воссоздать в лаборатории одно из самых загадочных и геометрически ясных явлений Солнечной системы, странный шестиугольник на Сатурне. Читайте заметку «Космос и геометрия».

По публикации ScienceNOW