Содержание:
Полосы из аммиачных кристаллов и водородных вихрей шириной до 50 000 км формируют видимую структуру внешних слоев. Скорость ветров здесь достигает 600 км/ч, а в отдельных струйных течениях – свыше 1000 км/ч. Эти потоки существуют столетиями, меняя направление лишь на несколько градусов.
В нижних слоях давление превышает земное в 2 млн раз, а температура поднимается до 6000°C – горячее поверхности Солнца. Металлический водород, образующийся при таких условиях, генерирует мощное магнитное поле, в 20 000 раз сильнее земного.
Для наблюдения за динамикой штормов используйте фильтры 890 нм: они выделяют тепловые аномалии. Крупнейший вихрь – Большое Красное Пятно – сокращается на 900 км в год, но его энергия могла бы питать человеческую цивилизацию 300 000 лет.
Структура газового гиганта и его динамика
Слои этого небесного тела состоят в основном из водорода (90%) и гелия (10%), с примесями аммиака, метана и водяного пара. Верхние слои разогреты до -145°C, но температура растёт с глубиной, достигая у ядра 24 000°C.
Скорость ветров здесь превышает 600 км/ч, а в Большом Красном Пятне – устойчивом вихре размером больше Земли – порывы достигают 432 км/ч. Вихри формируются из-за быстрого вращения (полный оборот за 10 часов) и разницы температур между зонами.
Полосчатая структура облаков обусловлена конвекционными потоками: светлые зоны – восходящие тёплые газы, тёмные пояса – нисходящие холодные массы. Аммиачные кристаллы в верхних слоях создают характерный бежево-коричневый окрас.
Молнии здесь в 1000 раз мощнее земных, а штормы длятся столетиями. Для наблюдения за процессами используйте инфракрасные телескопы – они фиксируют тепловое излучение сквозь плотную дымку.
Структура и динамика газовой оболочки крупнейшего гиганта
Основные слои состоят из водорода (90%) и гелия (10%), с примесями аммиака, метана и воды. Верхние области делятся на три зоны: внешний облачный покров (0,1–1 бар), промежуточный слой (1–10 бар) и глубинный регион (ниже 10 бар).
Вертикальное распределение веществ
Аммиачные кристаллы формируют белые полосы на высоте 0,5–0,8 бар. Ниже (1–2 бара) преобладают гидросульфид аммония и водяной лед. На глубине 5 бар газ переходит в сверхкритическое состояние.
Ключевые явления
Вихри типа Большого Красного Пятна существуют столетиями из-за отсутствия трения о твердую поверхность. Скорость ветров достигает 600 км/ч в экваториальном поясе. Молнии в 1000 раз мощнее земных возникают в слоях с водяными облаками.
Конвективные потоки переносят тепло из недр, создавая температурный градиент от -145°C в верхних слоях до +357°C на глубине 70 км. Полярные сияния возникают при взаимодействии магнитосферы с солнечным ветром.
Какие явления наблюдаются в газовом гиганте и их причины
Вихревые штормы – наиболее заметные процессы в верхних слоях. Большое Красное Пятно, стабильный антициклон, существует более 400 лет. Скорость ветров внутри достигает 430–680 км/ч, а температура ниже -150°C.
Механизмы формирования штормов
Разница в нагреве между полюсами и экватором создает мощные струйные течения. Водород и гелий, составляющие основу оболочки, движутся с разной скоростью из-за вращения. Это порождает турбулентность и устойчивые вихри.
Электрические аномалии
Молнии здесь втрое мощнее земных, но возникают реже. Разряды происходят в слоях, где кристаллы аммиачного льда сталкиваются с гидросульфидом аммония. Температурные перепады между восходящими и нисходящими потоками усиливают заряды.
Полярные сияния в 100 раз ярче земных. Их вызывают заряженные частицы, ускоренные магнитосферой. В отличие от Земли, здесь они непрерывны из-за вулканической активности спутника Ио.
Полосчатая структура – результат конвекции. Светлые зоны (восходящие потоки) содержат замерзший аммиак, темные пояса (нисходящие) – фосфин и серу. Разница высот между ними достигает 30 км.
