Сорок с лишним лет астрономы жили с уверенностью, что гигантские правильные многоугольники в атмосфере Сатурна — уникальная привилегия его северного полушария. Знаменитый гексагон на широте 78,5 градуса, открытый «Вояджерами» еще в 1980-х и бережно хранимый «Кассини» и «Хабблом», казался капризом природы, для которого на юге не нашлось условий. Южный полюс демонстрировал лишь скучные круговые течения и концентрические полосы облаков. Это устоявшееся представление только что разрушено: международная группа ученых под руководством профессора Агустина Санчеса-Лавеги опубликовала в Science Advances данные о гигантской волновой структуре с десятью вершинами — декагоне — в южной полярной области планеты.
То, почему структуру так долго не замечали, объясняется не невнимательностью, а жестокой геометрией. Сезон на Сатурне длится более семи земных лет, а из-за наклона оси почти в 27 градусов южная полярная область с середины 2012 по 2023 год была попросту закрыта для наблюдений с Земли — ее заслоняли плотные кольца. Как только планета развернулась, открыв юг телескопам, исследователи начали охоту. Первые признаки неровностей на краю облачной полосы «Хаббл» зафиксировал в октябре 2023 года, отдельные вершины проявились к августу 2024-го, а полностью сформированную фигуру удалось разглядеть лишь к осени 2025-го. Подтверждение пришло с нескольких независимых инструментов: от камер «Хаббла» до тепловизора VISIR на Очень большом телескопе в Чили и наземной обсерватории Калар-Альто.
Декагон — это не плоский узор на облаках, а объемное возмущение, пронизывающее атмосферу от стратосферы до глубин тропосферы. Его центр находится на широте около 63 градусов южной широты, расстояние между соседними вершинами достигает 16 782 километров, а размах колебаний границы — почти 2645 километров. Но самое интересное скрывается в кинематике. Струйное течение, на котором сидит декагон, мчится на восток со скоростью 116 метров в секунду. Сам же десятиугольник дрейфует в том же направлении со скоростью всего 2,5 метра в секунду. Иными словами, относительно окружающего газа волна несется на запад со скоростью около 113,5 метра в секунду. Это классический портрет волны Россби, которая рождается из-за широтной зависимости силы Кориолиса и движется против потока, почти идеально уравновешивая его напор.
Поведение вершин декагона добавляет загадок. Девять из десяти углов совершают циклические колебания вперед и назад с периодом 32,5 земных суток, смещаясь на расстояние до 2800 километров. Причем фаза колебания передается по цепочке от одной вершины к другой с задержкой в 2,7 суток. Подобная динамика ранее наблюдалась лишь у Большого красного пятна Юпитера, но для струйных течений Сатурна фиксируется впервые — северный шестиугольник ведет себя как монолит, не реагируя даже на прохождение мощных штормов.
Разгадка асимметрии вершин, часть которых выглядит четко, а часть размыта, нашлась при сопоставлении карт ветров. Непосредственно к северу от декагона, на широте 55 градусов, расположилось Красное пятно Сатурна — устойчивый антициклон диаметром около 4000 километров. Наиболее геометрически выраженные грани десятиугольника сосредоточены именно в долготной зоне этого вихря, тогда как на противоположной стороне планеты структура сглаживается. Численное моделирование методом мелкой воды подтвердило: крупный вихрь на границе струйного течения способен выступать источником возмущений, организующих поток в десятиугольную форму. При этом проверка альтернативных сценариев показала, что без такого «катализатора» устойчивая структура либо не формируется, либо распадается на цепочки вихрей.
Открытие заставляет пересмотреть представления об атмосферной динамике планет-гигантов. Многоугольные структуры больше не выглядят аномалией одного полушария — это универсальный механизм перестройки узких струйных течений при наличии мощного внешнего возмущения. Число вершин определяется конкретными характеристиками потока и плотности среды. Впереди у астрономов уникальное окно возможностей: до 2030 года южное полушарие Сатурна будет прогреваться летним солнцем, и наблюдения покажут, переживет ли декагон смену сезонов или рассыплется, как только изменится поведение соседнего антициклона. В любом случае, у планетологов появился живой эксперимент, который нельзя поставить в лаборатории, — осталось лишь следить за тем, как природа распорядится своей геометрией.
По материалам: iXBT
