Глядя на современные фотографии Сатурна, невольно обращаешь внимание на необычную область его северного полюса, шестиугольник Сатурна. Первый раз удивляешься и задаёшься вопросом, как такая правильная форма могла появиться в природе. Ведь, например, в нашей атмосфере мы видим неправильные и круглые формы. Ну уж точно не чёткий шестиугольник с примерно равными сторонами и углами. Что такое шестиугольник Сатурна? Что нам о нём сегодня известно? Как он выглядит с разных ракурсов и в разных диапазонах? Есть у учёных представления о том, как он формируется и стабильно существуют долгие годы, обо всём этом в этой статье будет рассказано.
Возможны ли такие формы на Земле
Безусловно, такая форма, да ещё и в атмосфере штука удивительная. Но всё же не стоит торопиться списывать всё на вмешательство рептилоидов. Сами по себе правильные геометрические формы, возникшие естественным путём, всё же встречаются в том числе и на Земле. И сейчас я приведу несколько примеров. Сразу скажу, что я хочу лишь показать принципиальную возможность возникновения правильных форм в природе. Первое, что приходит в голову, особенно когда речь идёт о шестиугольной форме, это знаменитая тропа великанов или мостовая гигантов Северной Ирландии. Десятки тысяч в основном базальтовых колонн правильной шестиугольной формы, имеющие вулканическое и вполне естественное происхождение. Учёные узнали это комбинируя эксперименты наблюдения и математические расчёты. Это не единственные похожие структуры. В Калифорнии есть Devils Postpile или базальтовые колоны в Австралии.
Ещё, конечно, приходит на ум правильные и симметричные формы снежинок или кристаллов. Но всё же это всё твердые объекты.
А как насчёт чего-то более близкого. Встречаются или подобные правильные формы в атмосфере Земли. Представьте себе, да, вот фотография.
Странных шестиугольных облаков в атмосфере Земли. Формирование таких странных облаков связаны с так называемыми закрытыми конвективными ячейками Рэлея Бинара. В общем, мы видим, что сами по себе правильные формы в природе встретить всё же можно. Однако это не умаляет необычности шестиугольника Сатурна. Учитывая его масштаб и стабильность, мы знаем, что он существует, по крайней мере, несколько десятилетий.
Обнаружение и первые фотографии шестиугольника Сатурна
Впервые гексагон был обнаружен ещё в начале 80-х, аппаратами миссии «Вояджер», которые пролетали мимо системы Сатурна. Но тогда траектория пролётов была такова, что ракурс съёмки не позволял заснять явление целиком. На северном полюсе была видна лишь часть шестиугольника. Данных о шестиугольнике тогда было немного и в 80-х годах большого количества исследований не последовало.
В начале 90-х был запуск телескопа Хаббл, с помощью его наблюдений появились некоторые новые данные и исследования.
Если посмотреть количества научных работ с упоминанием шестиугольника мы видим, что в 2000-х годах происходит резкий скачок. Связано это, конечно, с тем что в 1997 году был запущен, а в 2004 году вышел на орбиту Сатурна аппарат «Кассини».
Однако почему мы невидим скачок, когда «Кассини» добрался до Сатурна, а лишь в следующие годы. «Кассини» прибыл в систему Сатурна, когда на планете была северная зима и северный полюс и шестиугольник были в тени, там царила ночь.
Сатурн находится гораздо дальше от Солнца чем Земля, примерно в десять раз дальше, на среднем расстоянии около 1,4 миллиарда километров. Соответственно полный круг по орбите или проще говоря год на Сатурне равен 29 земным годам. А значит один сезон длится больше семи лет. Первые снимки шестиугольника «Кассини» сделал только через два года после прибытия в систему Сатурна в 2006 году, но и тогда в северном полушарии всё ещё была зима. Поэтому первые наблюдения аппарат провёл в инфракрасном диапазоне, что позволило увидеть шестиугольник даже в тёмной части планеты.
Этот коллаж изображений с космического аппарата НАСА Cassini, показывает северное полушарие Сатурна и шестиугольник Сатурна.
Только через пять лет в 2009 году в северном полушарии, наконец, наступила весна и «Кассини» стал изучать шестиугольник своими главными камерами. А именно инструментом ISS, работающим в видимом диапазоне, а также немного инфракрасном и ультрафиолетовом. Кроме того, у инструмента было намного большее разрешение, что позволяло увидеть гораздо больше деталей. И те потрясающие снимки, которые вы видели, полученный именно с помощью инструмента ISS.
Возможно, у кого-то возникнет вопрос, а можно ли заснять шестиугольник Сатурна из Земли. Причём используя не огромные профессиональные телескопы, а любительские.
Да современные любительские телескопы позволяют это сделать. Хотя стоят, конечно, они не дёшево и кроме того Сатурн обязательно должен находиться в определённом ракурсе.
Альтернативный взгляд
На Северном полюсе Сатурна существует уникальный феномен — в атмосфере висит гигантское облако правильной шестиугольной формы. Каждая из сторон шестиугольника (его еще называют Гексагоном Сатурна) имеет в длину 13 800 километров и сравнима с размерами Земли.
Давайте узнаем о нем подробнее …
—
Шестиугольник вращается — каждые 10 часов 39 минут он совершает полный оборот вокруг своей оси. В отличие от остальных облаков в атмосфере Сатурна, шестиугольник не смещается и все время находится на одном и том же месте.
На Южном полюсе Сатурна никаких шестиугольников нет — зато там есть огромная воронка в атмосфере. В центре шестиугольника на Северном полюсе тоже есть такая воронка. Впервые этот феномен обнаружили космические аппараты проекта «Вояджер» в начале 1980-х годов. Когда в 2006 году к Сатурну подлетел аппарат «Кассини», он снял на видео вращение шестиугольника.
На сегодняшний день нет определенного научного определения для шестиугольника Сатурна, которое бы объясняло этот атмосферный феномен. Геометрически правильный шестиугольник в 25 тыс. километров в поперечнике находится на северном полюсе планеты. Его «стены» уходят вглубь атмосферы на расстояние до 100 километров.
Сатурн – шестая планета от Солнца и вторая по размерам в Солнечной системе, состоит из водорода, с примесями гелия, следами воды, метана, аммиака и тяжелых элементов.
Фотография выше была сделана 27 ноября 2012 года с расстояния 376 171 км. за северным полюсом Сатурна с помощью орбитального аппарата Кассини, принадлежащего НАСА. На фото запечатлено очень интересное атмосферное явление, которое ранее нигде не встречалось.
Рекламное видео:
А вот приближенное изображение вихря в центре шестиугольника:
Фото сделано также 27 ноября 2012 года с помощью специальных фильтров P0 и CB2. Камера Кассини была направлена в сторону Сатурна примерно на расстоянии 400 048 километров.
Другой вид шестиугольника Сатурна:
Учёные из Оксфордского университета смогли в лабораторных условиях смоделировать возникновение подобного гексагона. Чтобы выяснить, как возникает такое образование, исследователи поставили на вертящийся стол 30-литровый баллон с водой. Она моделировала атмосферу Сатурна и её обычное вращение. Внутри учёные поместили маленькие кольца, вращающиеся быстрее ёмкости. Это генерировало миниатюрные вихри и струи, которые экспериментаторы визуализировали при помощи зелёной краски. Чем быстрее вращалось кольцо, тем больше становились вихри, заставляя близлежащий поток отклоняться от круговой формы. Таким образом авторам опыта удалось получить различные фигуры — овалы, треугольники, квадраты и, конечно, искомый шестиугольник.
Учёные сопоставили данные опыта с происходящим на Сатурне и выдвинули предположение, что в его высоких северных широтах отдельные струйные течения разогнаны как раз до той скорости, при которой формируется нечто вроде устойчивой волны — планетарный гексагон. И хотя «расследование» не раскрывает происхождения подобных течений, оно показывает, почему вся система столь красива и, главное, столь долго живёт.
«Чем быстрее вращается кольцо, тем меньше становится круговое движение зеленой струи. Малые вихри образуются по краям, медленно становятся все больше и больше, и заставляют жидкость меняться из формы кольца в многоугольник. Изменяя скорость вращения кольца, ученые могут создавать различные формы. «Мы могли бы создавать овалы, треугольники, квадраты и почти все, что угодно», говорит физик Оксфордского Университета Питер Рид (Peter Read). Чем больше разница в скорости вращения планеты и струйного течения – в опыте это цилиндр и кольцо – тем меньше сторон будет у многоугольника. Физики университета предполагают, что струйное течение северного полюса Сатурна вращается с определенной скоростью по отношению к остальной части атмосферы, что способствует созданию формы шестиугольника».
А вот снимок, сделанный ранее в 2006 году инфракрасной камерой:
Это было первое изображение, содержащее в одном кадре всю фигуру и область, прилегающую к северному полюсу Сатурна.
И хотя ученые не пришли к единогласному выводу о происхождении этого вихря, нам остается любоваться поистине завораживающей красотой планеты.
Параметры шестиугольника
Итак, давайте для начала посмотрим на параметры шестиугольника. Как уже было сказано, существует гексагон, по крайней мере, несколько десятилетий, а, возможно, намного дольше. Шестиугольник огромен, длина каждой из его сторон составляет примерно 14500 километров. Что больше диаметра нашей с вами планеты, а в поперечнике гексагон немного меньше 30-ти тысяч километров. То есть туда от края до края легко уместятся две Земли, ещё место останется, чтобы Луну втиснуть.
Шестиугольник находится в облаках планеты, однако, совсем недавно 2020 году вышло исследование. В котором говорится об обнаружении шестиугольных структуры в стратосфере планеты, над облаками, и над тем шестиугольником, что мы видим на фотографиях, и что он поднимается на высоту до 300 километров. Либо это единая структура и шестиугольник не ограничивается облаками, а поднимается высоко в стратосферу. Либо это два отдельно сформировавшиеся структуры. Один в облаках другой высоко в стратосфере.
Этот шестиугольник стратосфере обнаружили лишь недавно. Потому что хоть в инфракрасном диапазоне гексагон в облаках уже было видно много лет, а чуть позже и видимом диапазоне. На таких высотах было всё ещё слишком холодно, даже для инфракрасных наблюдений и только с наступлением лета в северном полушарии он стал виден в инфракрасном диапазоне.
Это впечатляющее цветное изображение миссии НАСА Cassini. На снимке хорошо виден глаз урагана в центре шестиугольника.
Глаз, ураган в центре шестиугольника
Наверняка вы обратили внимание на очень заметную черту в центре шестиугольника. Это полярный вихрь по структуре он напоминает ураганы на Земле. Так, называемый глаз урагана в 50 раз больше крупнейших на Земле и его диаметр около двух тысяч километров. Скорость ветра в вихре достигает 500 километров в час. Ещё поразительнее центральная воронка выглядит более крупным планом. Ну не это ли красота, а если ещё осознать, что этот шторм по диаметру сравним с планетой. Представляете, если увидеть это своими глазами. Кроме центрального вихря на северном полюсе внутри шестиугольника есть и другие облачные образования, множество воронок поменьше. Интересно притом, что центральный вихрь и сам шестиугольник вращаются против часовой стрелки. А некоторые вихри внутри вращаются в обратную сторону.
Гигантский шестиугольник на Сатурне тайна для ученых
Создано 11.03.2013 23:29 Автор: Natali
Мы уже знаем достаточно много о земной атмосфере и климате, теперь ученые приступают к детальному изучению других планет. Согласно Американскому институту Физики (American Institute of Physics) «Наблюдения за Марсом и Венерой 1960-х и 1970-х годов показали, что планеты, которые так похожи на Землю, могут иметь совершенно иную атмосферу. Парниковый эффект сделал из Венеры большую духовку, а практически полное отсутствие газообразной оболочки превратило Марс в настоящий холодильник. Это видимое доказательство того, что климат является очень тонко настроенной и сбалансированной системой, одна малая погрешность и атмосфера планеты из жизненно-дружелюбной может превратиться в смертельно опасную».
На сегодняшний день нет определенного научного определения для шестиугольника Сатурна, которое бы объясняло этот атмосферный феномен. Геометрически правильный шестиугольник в 25 тыс. километров в поперечнике находится на северном полюсе планеты. Его «стены» уходят вглубь атмосферы на расстояние до 100 километров.
Сатурн – шестая планета от Солнца и вторая по размерам в Солнечной системе, состоит из водорода, с примесями гелия, следами воды, метана, аммиака и тяжелых элементов. Фотография выше была сделана 27 ноября 2012 года с расстояния 376 171 км. за северным полюсом Сатурна с помощью орбитального аппарата Кассини, принадлежащего НАСА. На фото запечатлено очень интересное атмосферное явление, которое ранее нигде не встречалось.
А вот приближенное изображение вихря в центре шестиугольника:
Фото сделано также 27 ноября 2012 года с помощью специальных фильтров P0 и CB2. Камера Кассини была направлена в сторону Сатурна примерно на расстоянии 400 048 километров.
Другой вид шестиугольника Сатурна:
Некоторые ученые из Великобритании думают, что они разгадали тайну шестиугольника с помощью вращающегося стола, цилиндра с водой, зеленого красителя и небольшого кольца, помещенного в середину цилиндра и вращающегося немного быстрее самого цилиндра.
«Чем быстрее вращается кольцо, тем меньше становится круговое движение зеленой струи. Малые вихри образуются по краям, медленно становятся все больше и больше, и заставляют жидкость меняться из формы кольца в многоугольник. Изменяя скорость вращения кольца, ученые могут создавать различные формы. «Мы могли бы создавать овалы, треугольники, квадраты и почти все, что угодно», говорит физик Оксфордского Университета Питер Рид (Peter Read). Чем больше разница в скорости вращения планеты и струйного течения – в опыте это цилиндр и кольцо – тем меньше сторон будет у многоугольника. Физики университета предполагают, что струйное течение северного полюса Сатурна вращается с определенной скоростью по отношению к остальной части атмосферы, что способствует созданию формы шестиугольника».
А вот снимок, сделанный ранее в 2006 году инфракрасной камерой:
Это было первое изображение, содержащее в одном кадре всю фигуру и область, прилегающую к северному полюсу Сатурна.
И хотя ученые не пришли к единогласному выводу о происхождении этого вихря, нам остается любоваться поистине завораживающей красотой планеты.
По материалам: news.sciencemag.org
- атмосфера
- сатурн
- шестиугольник