Sciencemag.cz
Doporučujeme
Příslušné zvláštně uspořádané bouřky poprvé zaznamenala v roce 2019 sonda Juno. Neměly by se nijak zvlášť lišit od podobných jevů na Zemi, zde se ale tyhle útvary neshromažďují do pravidelných struktur, např. pěti- nebo osmiúhelníků, a neotáčejí kolem sebe (viz obrázek níže).
Andy Ingersoll z Caltechu a jeho kolegové nyní celý jev vysvětlují na základě matematického aparátu, s nímž přišel už asi před 150 lety Lord Kelvin. Ingersoll uvádí, že jupiterské bouře jsou v zásadě skutečně analogií těch pozemských, pouze ve větším měřítku. Pod vrstvou mraků bychom narazili na déšť, kroupy, sníh a vítr o síle hurikánu. Podobné je i to, že jupiterské bouře vznikají blíže rovníku a pak se přesouvají k pólům. Na Zemi se ovšem rozptýlí obvykle dříve, než pólů dosáhnou. Rozdíl je v míře tření, protože pozemské bouře narážejí na kontinenty, na Jupietru se jim nic takového do cesty nestaví. Podmínky na obou planetách se liší také tím, že na Zemi panuje větší rozdíl teplot mezi rovníkem a póly (což zase souvisí s tím, že Země získává relativně více tepla ze Slunce, Jupiter má více vlastního, rovnoměrně rozloženého tepla, které planetě zbylo z doby jejího vzniku).
Tím se ale celý jev stále nevysvětluje, protože třeba na Saturnu nic podobného nepozorujeme – zde na pólech existuje obvykle jediný hurikán, nikoliv více pravidelně uspořádaných. Animace ukazuje, jak se za určitých okolností spolu namísto odpuzování mohou jednotlivé bouřky fúzovat.
A navržené vysvětlení? V roce 1878 provedli americký fyzik Alfred Mayer a Lord Kelvin pokusy s kruhovými magnety plovoucími v kaluži vody. Magnety se uspořádaly do vzorů odpovídajících jejich počtu. Příslušný matematický model lze – alespoň podle nové studie – použít nejen na pevné předměty v kapalině, ale i na samotné kusy tekutin v jiných tekutinách. Sada rovnic se označuje jako „rovnice mělké vody“ (shallow-water equations). Model ukazuje, že uspořádání jako na Jupiteru vzniká tehdy, když jsou jednotlivé hurikány obklopeny prstencem větrů, který rotuje opačným směrem (anticyklonální prstence). Pak se bouře spíše odpuzují a nespojí do jednoho objektu.
Credit: NASA-JPL/Caltech
Cheng Li et al. Modeling the stability of polygonal patterns of vortices at the poles of Jupiter as revealed by the Juno spacecraft, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.2008440117
Zdroj: California Institute of Technology/Phys.org
