100년 폭풍은 가스 거인에 대한 우리의 이해에 도전합니다.

거대한 폭풍은 수세기 동안 토성의 대기에 흔적을 남깁니다.

연구원들은 장기간의 거대한 폭풍을 발견했습니다 토성비슷하다 목성전파 방출과 암모니아 가스 교란을 연구하여 그레이트 레드 스팟. 이 연구는 가스 거인 사이의 대기의 상당한 차이를 밝히고 거대한 폭풍에 대한 현재의 이해에 도전하며 외계 행성에 대한 향후 연구에 영향을 미칠 수 있는 새로운 통찰력을 제공합니다.

대적점과 토성의 새로운 발견

대적점(Great Red Spot)으로 알려진 10,000마일 너비의 고기압인 태양계에서 가장 큰 폭풍은 수백 년 동안 목성의 표면을 장식했습니다.

새로운 연구에 따르면 토성은 목성의 화려한 외모에 비해 외모가 더 겸손하지만 거대하고 오래 지속되는 폭풍도 가지고 있습니다. 이 폭풍은 수세기 동안 지속되는 대기에 심오한 영향을 미칩니다.

연구 방법론

연구는 천문학자들에 의해 수행되었습니다. 캘리포니아 대학교 버클리그리고 University of Michigan Ann Arbor. 그들은 표면 아래에서 발생하는 행성의 무선 방출을 조사하고 암모니아 가스 분포의 장기적인 교란을 발견했습니다.

이 연구는 저널에 8월 11일 게재되었습니다. 과학 발전.

2015년 5월 VLA로 토성의 라디오 이미지를 촬영했는데, 토성의 밝은 라디오 방출과 대기의 다른 위도 밴드 사이의 희미한 라디오 방출의 대비를 높이기 위해 고리를 뺍니다. 암모니아는 전파를 차단하기 때문에 밝은 특징은 암모니아가 고갈된 지역을 나타내며 VLA는 대기를 더 깊이 볼 수 있습니다. 북반구 위도의 넓고 밝은 띠는 2010년 토성 폭풍의 여파로, 우리가 육안으로 볼 수 있는 얼음 암모니아 구름 아래의 암모니아 가스를 고갈시킨 것으로 보입니다. 신용: RJ 소금 및 E.D. 버터

메가 스톰의 성질

거대한 폭풍은 토성에서 약 20~30년마다 발생하며 훨씬 더 크지만 지구의 허리케인과 유사합니다. 그러나 지구의 허리케인과는 달리, 미량의 메탄, 물, 암모니아와 함께 주로 수소와 헬륨으로 이루어진 토성의 대기에서 거대한 폭풍이 발생하는 이유를 아는 사람은 아무도 없습니다.

“태양계의 가장 큰 폭풍의 메커니즘을 이해하면 허리케인 이론이 더 넓은 우주적 맥락에 놓이게 되어 우리의 현재 지식에 도전하고 지상 기상학의 경계를 넓힐 수 있습니다. Berkeley에서 공부했으며 현재 University of Michigan의 조교수입니다.

탐색 및 도구

UC 버클리 천문학 및 지구 및 행성 과학 명예 교수인 Imke de Pater는 뉴멕시코의 Karl G. Jansky 초대형 어레이를 사용하여 40년 이상 가스 거인을 연구해 왔습니다. 행성 내부 깊은 곳에서 전파 방출을 조사하십시오. .

시야에서 토성의 줄무늬 대기는 색상에서 색상으로 부드럽게 이동하는 것처럼 보입니다. 그러나 카시니의 토성의 이미지 위에 중첩된 VLA 데이터인 라디오 조명에서 이 밴드의 뚜렷한 특성은 분명합니다. 과학자들은 VLA 데이터를 사용하여 가스 거인의 대기에 있는 암모니아를 더 잘 이해하고 거대한 폭풍이 암모니아를 상층 대기에서 하층 대기로 운반한다는 사실을 알게 되었습니다. 출처: S. Dagnello(NRAO/AUI/NSF), I. de Pater et al(UC Berkeley)

“무선 파장에서 우리는 거대한 행성의 눈에 보이는 구름층 아래를 조사합니다. 화학 반응과 역학이 행성 대기의 구성을 변경하기 때문에 이러한 구름층 아래의 관측은 행성의 진정한 대기의 구성을 제한하는 데 필요합니다. 행성 형성 모델의 매개변수.” “전파 관측은 지구적 규모와 국지적 규모 모두에서 거대한 행성의 대기에서 열 전달, 구름 형성 및 대류를 포함한 동적, 물리적 및 화학적 과정을 특성화하는 데 도움이 됩니다.”

놀라운 결과

새로운 연구에서 보고된 바와 같이, UC 버클리 대학원생인 Chris Moeckel, de Pater는 행성의 전파 방출에서 놀라운 것을 발견했는데, 그것은 대기 중 암모니아 농도의 이상 현상이며, 이는 이전에 반구에서 발생한 대규모 폭풍과 관련이 있습니다. 행성의.

암모니아 농도 및 대기 차이에 미치는 영향

연구팀에 따르면 암모니아 농도는 암모니아 얼음 상층 구름층 아래인 중고도에서는 낮지만, 대기 100~200㎞ 깊이로 갈수록 농축된다. 그들은 암모니아가 강수와 재증발 과정을 통해 상층 대기에서 하층 대기로 운반된다고 믿습니다. 게다가 이 효과는 수백 년 동안 지속될 수 있습니다.

토성과 목성의 비교

이 연구는 토성과 목성이 모두 수소 가스로 구성되어 있지만 이 두 가스 거인은 현저하게 다르다는 것을 밝혔습니다. 목성은 대류권 이상을 가지고 있지만, 그것들은 지역(흰색 밴드)과 벨트(어두운 밴드)로 묶여 있으며 토성에서와 같이 폭풍으로 인해 발생하지 않습니다. 인접한 가스 거인 사이의 중요한 차이점은 가스 거인과 다른 행성에서 거대한 폭풍이 형성되는 현재의 이해에 도전합니다. 또한 미래에 외계 행성에서 이러한 폭풍을 발견하고 조사하는 방법에 영향을 미칠 수 있습니다.

참조: Cheng Li, Emke de Pater, Chris Moeckel, RJ Salt, Brian Butler, David de Boer 및 Zhiming Zhang, 2023년 8월 11일자 “토성 거대 폭풍의 심층 장기 영향”, 여기에서 볼 수 있습니다. 과학 발전.
DOI: 10.1126/sciadv.adg9419

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