a_burlaka | Прогноз погоди у Сонячній системі

Стаття кандидата фізико-математичних наук Кристини Милостної, Радіоастрономічний інститут НАНУ:

Чи замислювалися Ви коли-небудь про те, що відбувається на інших планетах? Письменники-фантасти у своїх творах описують фантастичні картини: яскраві пейзажі, екзотичний клімат, дивовижних тварин і багато іншого! Аби докладно вивчити інший світ необов'язково летіти далеко та вигадувати багато. Вивченням далеких світів вже давно займається наука астрономія.

На третьому курсі навчання в університеті для підготовки курсової роботи мені довелося вперше зустрітися із загадковим світом іншої планети, а саме Сатурна. Виявляється, що шоста від Сонця планета цікава не тільки своєю відомою системою кілець (які на сьогоднішній день відкриті у 4-х планет-гігантів), але і сезонною активністю атмосфери. Найбільш яскравими представниками її є блискавки.

На сьогоднішній день динамика атмосфер, у тому числі і грози, що супроводжуються блискавками, є феноменами, що інтенсивно досліджуються у Сонячній системі. Блискавки - це явища, що спостерігаються в оптичному, радіо та гамма-діапазонах довжин хвиль. Грозові розряди в оптичному діапазоні були зареєстровані на Землі, Юпітері та Сатурні. Блискавки відбуваються у планетних атмосферах під час гроз, пилових бур, вивержень вулканів. Усі планетарні атмосфери електризовані у деякому ступені: іонізація часток під дією космічних променів. Тому будь-яка атмосфера є потенційним кандидатом для пошуку грозової активності. Сьогодні відомі непоодинокі випадки грозової активності на Венері, Сатурні, Нептуні, Урані а також припускаються на Венері, Марсі, Титані.

На Сатурні блискавки були передбачені за десятиліття до їхнього відкриття через вміст вуглецевих сполук у його атмосфері, які у земній атмосфері виникають при розрядах блискавок.

Відомі два механізми в природі, здатних породжувати крупномасштабні електричні поля, що призводять до розділення зарядів, що у свою чергу призводить до пробою. Блискавки можуть виникати у хмарах( між хмарових шарів і окремих хмар, на Землі часто спостерігаються блискавки "хмара-земля". при блискавках без участі хмар існує так званий трибоелектричний ефект (ефект набуття матеріалами електричного заряду внаслідок тертя їх об матеріал іншої природи - прим. О. Бурлаки), що призводить до розділення зарядів(реалізується при виверженні вулканів). Характеристики будь-якої атмосфери перш за все вивчають за оптичними спостереженнями. Склад атмосфер планет добре вивчений за аналізом спектрів випромінювання планет. так дуже багато цікавого було отримано для Сатурну за допомогою космічних апаратів "Вояджер-1,2" та "Кассіні".

Блискавки - події не дуже інтенсивні за масштабами Всесвіту. Можна навіть сказати, що вони маленькі світлячки у світі великих вогнів. Найпотужніші сплески, що були зареєстровані на УТР-2(радіотелескоп декаметрового діапазону, що розташований у Харківській області - прим О.Бурлаки) мають щільність потоку випромінювання 1500 Ян (для порівняння приблизно таку ж щільність потоку реєструють від Крабовидної туманності, яка знаходиться від нас у 6,5 тисячах світлових років, тобто у 45 мільйонів разів далі, ніж Сатурн - прим. О. Бурлаки). Тож із відстані у одиниці-десятки світлових років (саме така відстань до найближчих планетних систем), нам не зареєструвати такі сигнали. Дослідження блискавок на Сатурні - відносно молода задача. Багато чого ще треба дослідити, перш за все потрібні нові спостереження і власне їх обробка (чим я і займаюся). Важливою задачею є порівняння земних та сатурніанських подій. Як виявилося, вони відрізняються. В першу чергу - за структурою сигналу. У 2010-2011 роках космічний апарат "Кассіні" спостерігав неймовірних розмірів шторм на Сатурні. За даними www.jpl.nasa.gov величезний шторм "бороздив" атмосферу у Північній півкулі Сатурну, обганяючи самого себе та охоплюючи планету. Після 12 тижнів із початку грози, шторм "набув хвоста", що закрутився навколо планети. Деякі із хмар почали рухатися на південь і потрапили у течію, що рухається на схід (вправо) у порівнянні із "головою" шторму. Цей шторм є найбільшим за усю історію спостережень Сатурну космічними апаратами "Вояджер-1,2" та "Кассіні". За декілька місяців було виявлено, що розмір шторму (площа, яку закривають грозові хмари) у 500 разів більше найбільшої бурі, що раніше спостерігалася у південній півкулі. Шторм отримав назву "Велика біла пляма".

Із 2004 року Сатурн знаходиться під "пильним поглядом" КА "Кассіні", який на 2006 рік спостерігав регулярну активність. Тому, коли стало відомо, що на Сатурні почався черговий шторм, в 2006 році були проведені спостереження Сатурну на телескопі УТР-2 з метою реєстрації блискавок. Перший успіх дав надію на тривалі інтенсивні дослідження.

Дані 2007 року, в обробці яких я приймала участь, показали, що наші спостереження (в першу чергу завдяки приймальній апаратурі) мають ряд переваг за спостереженнями блискавок на Сатурні. На жаль склад атмосфер усіх планет Сонячної системи дуже відрізняється від земного, що заважає використовувати добре вивчені параметри земних блискавок для пошуку та вивчення іншопланетних спалахів, що не завадило нам у 2011 році почати дослідження Урану та Венери. 2014 року черговий штормовий сезон був на Урані. На жаль у радіодіапазоні нам не вдалося зареєструвати блискавок. І наостанок: прогноз погоди на планетах Сонячної Системи: "У Сонячній системі атмосфери усіх планет крім Землі та Юпітера не передвіщують грози".

https://www.facebook.com/christina.mylostna