Ученые наконец узнали, почему на Уране и Нептуне вспыхивают чудовищные бури

Уран и Нептун — наиболее отдаленные планеты Солнечной системы, ледяные гиганты. На них время от времени возникают мощные, но кратковременные штормы. Эти гигантские бури появляются каждые несколько лет, они настолько крупные, что их можно разглядеть с Земли в телескоп. Долго они были загадкой, но недавно астрономы предложили гипотезу: ключевым элементом, от которого зависят эти бури, может быть метан.

Для того чтобы шторм возник, теплые массы должны подняться из внутреннего слоя планеты на поверхность. Там нагретый газ начинает охлаждаться, это вызывает турбулентность. Внутренности этих планет всегда теплые, а внешние поверхности всегда холодные, но почему штормы не возникают постоянно?

В статье, вышедшей в препринте в arXiv, авторы указали, что в определенных условиях метан может существенно изменять процесс теплопередачи в планетах, сообщает Live science. Этот простой углеводород — третий по количеству компонент в глубоких слоях атмосферы обеих планет, после водорода и гелия. В обычных условиях он не проявляет значительной активности.

Метан обычно находится в газообразном состоянии, но в верхних слоях атмосферы ледяных гигантов он может концентрироваться, образуя капли, которые опускаются на более низкие высоты. Там метан снова нагревается и поднимается, завершая цикл, схожий с круговоротом воды на Земле. Как только атмосфера становится чрезмерно насыщенной метаном, формируется стабильный слой. Как влажное одеяло, этот слой удерживает тепло от подъема к поверхности, что подавляет образование штормов.

Эти слои чаще всего обнаруживаются на всех широтах Нептуна, вокруг экватора и средних широт Урана. Однако на полюсах Урана метана недостаточно, чтобы создать стабильный насыщенный слой. В результате тепло может легко подниматься к поверхности и вызывать крупные штормы.

При этом Нептун содержит больше метана. Авторы обнаружили, что этот метан может время от времени подниматься из стабильного («одеяльного») слоя и распространяться по атмосфере, позволяя теплу двигаться и вызывать штормы.

Открытие может помочь лучше понять, что происходит, в том числе, на экзопланетах, пишут авторы исследования.