Огромный декагон сформировался вокруг южного полюса Сатурна

Космический телескоп «Хаббл» обнаружил в южной приполярной области Сатурна декагон, чье существование предсказывалось ранее. Он представляет собой атмосферную волну в виде правильного десятиугольника, которая могла возникнуть из-за нестабильности в зональном атмосферном течении. Открытие позволит лучше разобраться в механизмах возникновения и эволюции долговременных и короткоживущих полигональных структур в атмосферах гигантских планет. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Астрономам уже известен огромный правильный шестиугольник над северным полюсом Сатурна — уникальное для планет Солнечной системы стабильное атмосферное образование. Его впервые заметили на снимках «Вояджеров» еще в 1981 году, с тех пор за структурой неоднократно наблюдали телескоп «Хаббл» и межпланетная станция «Кассини». Сам по себе гексагон представляет вихреобразную струю, встроенную в один из зональных атмосферных потоков, демонстрирует симметричную форму, существующую уже заметно больше года на Сатурне (29,4 земных года) и устойчивую к штормовой активности, и остается предметом пристального интереса со стороны планетологов.

Предполагается, что похожие многоугольные структуры способны существовать и в южных приполярных широтах газового гиганта, однако станция «Кассини» в 2004 году смогла заметить лишь неподтвержденного кандидата в частично многоугольную волну, а в период с 2012 по 2023 год южное полушарие Сатурна стало недоступным для наблюдений с Земли, что, в сочетании с завершением работы «Кассини» в 2017 году, привело к приостановке поисков других атмосферных многоугольников на Сатурне.

Группа астрономов во главе с Агустином Санчесом-Лавегой (Agustín Sánchez-Lavega) из Университета Страны Басков сообщила, что обнаружила десятиугольную атмосферную волну в южной околополярной зоне Сатурна. Исследователи занимались анализом данных наблюдений за Сатурном, проведенных камерой WFC3 телескопа «Хаббл» в рамках программы OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) в период с 2023 по 2025 год, а также данных инфракрасных наблюдений за Сатурном в 2025 году, полученных наземным комплексом телескопов VLT. 

Декагон стал заметен на снимках «Хаббла» еще в октябре 2023 года, несмотря на плохие условия обзора, а к августу 2024 года вершины и стороны многоугольника стали четко различимы, хоть и обладали разной яркостью. Структура может быть описана синусоидальной волной со средней длиной около 16782 километров и амплитудой от пика гребня до пика впадины около 2645 километров. Интересно, что декагон — не одна волна, а несколько десятиугольных структур, охватывающих широты от 53 до 66 градусов южной широты Сатурна. Таким образом, он представляет собой вертикально-слоистое образование, охватывающее уровни давлений от десяти миллибар до двух бар, что похоже на свойства сатурнианского гексагона, и находится на флангах зонального струйного течения.

Декагон вращается в восточном направлении со скоростью 2,5 метра в секунду, что значительно медленнее, чем зональное струйное течение на 60,5 градусах южной широты, а период его вращения составляет 10 часов и 39 минут. Наблюдаются и продольные колебания вершин многоугольника со средним периодом около 32,5 дня (при этом одна из вершин выделяется периодом в 43 дня) и амплитудой по долготе от 4,6 до 8,4 градуса. Похожие продольные колебания наблюдались в знаменитом долгоживущем гигантском антициклоне на Юпитере — Большом Красном Пятне.

Если декагон был бы стабильной долгоживущей структурой, то вписался бы в модель волны Россби, однако неоднородность по долготе и тот факт, что до 2023 года эта волна не наблюдалась, говорят в пользу идеи о том, что перед нами временная и эволюционирующая структура. Это подтверждается моделированиями, которые указывают на то, что декагон мог возникнуть в результате динамической нестабильности в верхних слоях зонального струйного течения или из-за влияния на него темного антициклона, расположенного к северу. 

А еще в рамках программы OPAL, стартовавшей в 2014 году, «Хаббл» находил новые юпитерианские шторма, огромные полярные облака на Уране и загадочное темное пятно на Нептуне.