Астрономы из Калифорнийского университета в Беркли и Мичиганского университета в Анн-Арборе изучили радиоизлучение Сатурна, идущее из-под поверхности, и обнаружили долговременные нарушения в распределении аммиака.

Мегабури происходят на поверхности газового гиганта примерно каждые 20–30 лет и похожи на ураганы на Земле, хотя и значительно сильнее. Но в отличие от земных ураганов, никто не знает, что вызывает эти явления в атмосфере, состоящей в основном из водорода и гелия с примесями метана, воды и аммиака.

"Понимание механизмов сильнейших штормов в Солнечной системе помещает теорию ураганов в более широкий космический контекст, бросая вызов нашим текущим знаниям и раздвигая границы земной метеорологии", — говорит ведущий автор Ченг Ли.

Имке де Патер, почетный профессор астрономии, наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли, более четырех десятилетий изучает газовые гиганты, чтобы лучше понять их состав и то, что делает их уникальными. Используя Очень Большую Антенную Решетку в Нью-Мексико она исследует радиоизлучение из глубины Сатурна.

"В радиодиапазоне мы заглядываем под видимые слои облаков на планетах-гигантах. Поскольку химические реакции и динамика изменяют состав атмосферы планеты, необходимо наблюдать за тем что находится ниже, чтобы определить характеристики, которые являются ключевым параметром для моделей формирования планет, — объясняет де Патер. — Радионаблюдения помогают описать динамические, физические и химические процессы, включая перенос тепла, образование облаков и конвекцию в атмосферах планет-гигантов как в глобальном, так и в локальном масштабе".

Как сообщается в новом исследовании, де Патер, Ли и аспирант Калифорнийского университета в Беркли Крис Мокел обнаружили нечто удивительное в радиоизлучении планеты: аномалии концентрации газообразного аммиака в атмосфере, которые они связали с прошлыми мегаштормами в северном полушарии.

По словам ученых, концентрация этого вещества ниже на средних высотах, под самым верхним слоем аммиачно-ледяных облаков. Но эта величина повышается на 100–200 километров глубже в атмосферу. Они считают, что аммиак переносится из верхних слоев за счет процессов осаждения и повторного испарения. Более того, этот эффект может длиться сотни лет.

Исследование также показало, что, хотя две крупнейшие планеты нашей солнечной системы состоят из газообразного водорода, эти газовые гиганты удивительно отличаются друг от друга. Хотя у Юпитера есть тропосферные аномалии, они связаны с его зонами (беловатые полосы) и поясами (темные полосы) и не вызваны штормами, как на Сатурне. Значительная разница между этими газовыми гигантами ставит под сомнение представление ученых о формировании мегаштормов на газовых гигантах и ​​других планетах. Новое знание может дать информацию о том, как в будущем их находить и изучать на поверхностях экзопланет.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.