Юпитер известен своей бурной атмосферой и процессами в ней, которые со стороны кажутся очень хаотичными. Но зонд NASA «Юнона», прибывший к Юпитеру в 2016 году, открыл любопытную особенность планеты-гиганта: огромные циклоны размером от 4000 до 7000 км, которые стабильно кружат в районе полюсов. У Северного полюса находятся девять циклонов, один в центре и восемь, равномерно распределенных вокруг него, все вращаются против часовой стрелки. У Южного полюса было замечено шесть вихрей, один в центре и пять вокруг него. Седьмой вихрь встроился в систему в 2019 году. Все они вращаются по часовой стрелке. Эти системы вихрей выглядят очень упорядоченными и не сливаются. Такая организация циклонов и отсутствие их слияний вызывает вопросы.
Например, у Сатурна, который также является газовым гигантом, на полюсах сформированы постоянные гигантские вихри, но они единичные. Не похожи циклоны Юпитера у полюсов и на земные. На Земле большинство циклонов также дрейфуют к полюсам, но рассеиваются над сушей и отдельными зонами океана. На Юпитере суши нет, как и контрастных океанических зон, поэтому вихри там себя ведут иначе. Но при этом не сливаются у полюсов, как в случае с Сатурном.
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Калифорнийского технологического института создали численную модель конфигурации вихрей и выявили набор условий, при которых циклоны будут разделенными и стабильными на длительных отрезках времени, как на Юпитере.
Выяснилось, что для поддержания их в таком состоянии должны соблюдаться условия по глубине вихрей в атмосфере. Слишком «мелкие» вихри будут сливаться. Но куда более весомым условием является наличие антициклонического кольца вокруг циклонов. Каждый из них окружен атмосферным кольцом, в котором ветра дуют в противоположном направлении. Это кольцо не позволяет циклонам сливаться, при этом соблюдается такой баланс, что антициклонические потоки не слишком сильны, чтобы вихри разлетелись от полюсов – в таком случае мы наблюдали бы в этом регионе хаотичные потоки, а не упорядоченные узоры.
Но остаются еще вопросы относительно того, как циклоны оказались у полюсов. Они могли там образоваться либо дрейфовали туда из более низких широт. Используя данные «Юноны», ученые рассчитывают построить модели движения этих циклонов.