Astronómia bez ďalekohľadu - správa o počasí v exoplanete

Pin
Send
Share
Send

Pokúšať sa určiť správanie atmosféry horúceho Jupitera - plynného obra tak blízko svojej hviezdy, že je buď prílivovo uzamknuté alebo zachytené pomalou orbitálnou rezonanciou - je zložité, keďže tu v našej slnečnej sústave nemáme precedensy. Je však možné podrobne preskúmať, aké exoplanetové atmosféry sú možno byť na základe príkladov slnečnej sústavy.

Napríklad, existuje Venuša - ktorá, hoci nie je čisto uzamknutá, má tak pomalou rotáciu (raz za 243 dní Zeme), že jej dynamika sa prakticky zhoduje s dynamikou tidally zamknutej planéty.

Zaujímavé je, že horná atmosféra Venuše super otáča, čo znamená, že cirkuluje v rovnakom smere ako rotácia planéty, ale oveľa rýchlejšie - v prípade Venuše šesťdesiatkrát vyššia ako rotácia planéty. Je pravdepodobné, že tieto vetry sú spôsobené veľkým teplotným gradientom, ktorý existuje medzi dennou a nočnou stranou planéty.

Naopak, Zem má vďaka svojej rýchlej rotácii oveľa menší potenciálny rozdiel medzi svojimi dennými a nočnými teplotami na strane - takže jej meteorologické systémy sú silnejšie ovplyvňované skutočnou rotáciou planéty a tiež teplotným gradientom medzi rovníkom a pólom. Výsledkom je veľa kruhových meteorologických systémov, ktorých smer je určený Coriolisovým efektom - proti smeru hodinových ručičiek na severnej pologuli a v smere hodinových ručičiek na juhu.

A samozrejme máme plynných gigantov, aj keď nie sú horúci. Teplotné gradienty medzi dňom a nocou a rovníkovým pólom, ktoré sú tak ďaleko od Slnka, majú malý vplyv na cirkuláciu vzduchu našich plynových gigantov. Najvýznamnejšie problémy sú rýchlosť rotácie každej planéty a veľkosť každej planéty.

Väčší polomer Jupitera a Saturna presahuje Rhinovu stupnicu, čo núti hromadný tok ich atmosféry, aby sa rozpadol na odlišné pásma s turbulentnými vírmi medzi nimi. Menší polomer Uránu a Neptúnu však umožňuje, aby veľká časť atmosféry cirkulovala ako neporušený celok a na každom póle sa rozpadla iba na dve menšie pásma.

Čiastočne, pretože je chladnejšie, ale hlavne preto, že je menšie, Neptúnova atmosféra má oveľa menej turbulentné prúdenie ako Jupiter - čo vysvetľuje, prečo má najrýchlejšie stratosférické rýchlosti vetra v slnečnej sústave.

Všetky tieto faktory sú užitočné pri zisťovaní, ako sa môže správať atmosféra horúceho Jupitera. Keďže sú tak blízko svojej hviezdy, je pravdepodobné, že tieto planéty budú čiastočne alebo úplne uzamknuté - takže hlavným hnacím prvkom atmosférickej cirkulácie bude, podobne ako Venuša, teplotný gradient medzi dňom a nocou. Super rotujúca stratosféra, ktorá cirkuluje mnohokrát rýchlejšie ako vnútorné časti planéty, je preto reálna.

Odtiaľ modelovanie naznačuje, že kombinácia vysokej rýchlosti vetra a pomalej rotácie znamená, že Rhinova stupnica sa zväčší ako planetárny polomer Jupitera, takže dôjde k menšiemu turbulentnému toku a horná atmosféra môže obiehať ako jedna, bez toho, aby sa rozpadla na viac kapiel, ktoré vidíme na Jupitere.

Každopádne, toto je môj pohľad na zaujímavý článok s 50 stránkami arXiv, ktorý obsahuje množstvo (pre mňa) zarážajúcich vzorcov, ale aj veľa zrozumiteľných rozprávaní a schém. Článok konsoliduje súčasné myslenie a predstavuje dobrý základ pre pochopenie budúcich údajov o pozorovaní - obidva znaky pekne vypracovanej „osvetlenej recenzie“.

Pin
Send
Share
Send