Педрам Хассанзаде, научный сотрудник Гарвардского университета, и Филип Маркус, профессор гидродинамики Калифорнийского университета в Беркли, считают, что они могут объяснить, почему. Их работа, которую Хасанзаде представит на ежегодном собрании Отделения гидродинамики Американского физического общества в Питтсбурге 25 ноября, также дает представление о стойких океанских водоворотах и вихрях, которые способствуют формированию звезд и планет.
«Основываясь на текущих теориях, Большое красное пятно должно было исчезнуть через несколько десятилетий. Вместо этого оно было там сотни лет», — сказал Хасанзаде, научный сотрудник Гарвардского центра окружающей среды и Департамента Земли. и планетарные науки.
По словам Хасанзаде, многие процессы рассеивают вихри, такие как Красное пятно. Турбулентность и волны внутри и вокруг Красного Пятна лишают его энергии ветров.
Вихрь также теряет энергию из-за излучения тепла. Наконец, красное пятно находится между двумя сильными струйными потоками, которые текут в противоположных направлениях, и может замедлить его вращение.Некоторые исследователи утверждают, что красное пятно получает энергию, поглощая более мелкие вихри. «Некоторые компьютерные модели показывают, что большие вихри будут жить дольше, если они сольются с вихрями меньшего размера, но этого не происходит достаточно часто, чтобы объяснить долговечность Красного Пятна», — сказал Маркус.Чтобы исследовать тайну выживания Красного Пятна, Хасанзаде и Маркус построили собственную модель.
Он отличался от существующих моделей тем, что был полностью трехмерным и имел очень высокое разрешение. Многие модели вихрей фокусируются на закрученных горизонтальных ветрах, в которых сосредоточена большая часть энергии.
У вихрей тоже есть вертикальные потоки, но они обладают гораздо меньшей энергией.«В прошлом исследователи либо игнорировали вертикальный поток, потому что считали его несущественным, либо использовали более простые уравнения, потому что его было очень трудно смоделировать», — сказал Хасанзаде.
Однако оказывается, что вертикальное движение является ключом к стойкости Красного Пятна. Когда вихрь теряет энергию, вертикальный поток переносит горячие газы сверху и холодные газы снизу вихря к его центру, восстанавливая часть потерянной энергии.Модель также предсказывает радиальный поток, который засасывает ветры от высокоскоростных струйных потоков к центру вихря. Это закачивает энергию в вихрь, позволяя ему длиться дольше.
По словам Хасанзаде, тот же вертикальный поток может объяснить, почему океанические вихри, такие как те, что образовались около Гибралтарского пролива, могут существовать в Атлантическом океане годами. Их вертикальный поток играет роль в экосистеме океана, поднимая питательные вещества на поверхность.Вихри также могут влиять на формирование звезд и планет, длящиеся миллионы лет, поскольку они тянут межзвездную пыль и камни в большие массы.Хасанзаде и Маркус знают, что их модель не полностью объясняет долгую жизнь Красного Пятна.
Они считают, что случайное поглощение более мелких вихрей, согласующееся с наблюдениями, может обеспечить дополнительную энергию, необходимую для сотен лет жизни. Они начали модифицировать свою компьютерную модель, чтобы проверить этот тезис.
Возможно, однажды Большое красное пятно Юпитера покажется немного менее загадочным.