Исследователи во главе с Габриэллой Джилли из Института астрофизики и науки в Лиссабоне представили работу, описывающую механизм работы гравитационных волн в атмосфере Марса. Он оказался похож на земной, но из-за специфики Красной планеты его мощность гораздо больше.
Авторская статья опубликована в журнале Journal of Geophysical Research, а коротко об открытии рассказывает Phys.org. Как известно, Марс обладает очень тонкой атмосферой, размером всего в одну сотую от атмосферы нашей планеты, а сила притяжения там составляет чуть более одной трети силы, которую мы ощущаем на Земле.
Этим ученые объясняют то, что на Марсе происходят глобальные пылевые бури, подобных которым на Земле нет. В новом исследовании астрофизики зашли еще дальше и описали механизм, который управляет воздушными потоками в марсианской атмосфере. Это давняя загадка для ученых.
Дело в том, что данные об атмосфере, полученные с орбиты Красной планеты и непосредственно с ее поверхности, различаются. Причем различие, порой, выходит за рамки допустимой погрешности. Однако разногласия исчезают, если применить для их оценки метод, предложенный Габриэллой Джилли.
Она предположила, что волны, вздымающиеся вверх по разреженному воздуху Марса и вызванные возмущениями воздуха, оказывают сильное влияние на атмосферу в целом. Речь идет о гравитационных волнах - небольших колебаниях плотности воздуха и температуры, распространяющихся в атмосфере. Подобное встречается и на Земле.
Эти волны могут быть вызваны рядом процессов. Например, в результате столкновения теплого и холодного воздуха или прохода потока воздуха над горами. Эти волны переносят и выделяют энергию, что заставляет ветра ускоряться или замедляться. То есть они играют определенную роль в циркуляции атмосферы на планете.
На Земле это влияние не очень заметно. Однако на Марсе, согласно данным проведенного компьютерного моделирования, оно играет глобальную роль. На Красной планете гравитационные волны, вероятно, взаимодействуют с периодическими колебаниями атмосферы в целом, называемыми суточными приливами. Они возникают из-за перепадов дневной и ночной температур.
На Марсе эти приливы намного сильнее, чем на Земле, потому что там, напомним, очень тонкая атмосфера. Исследование показывает, что воздействие гравитационных волн на дневные приливы Марса, как правило, замедляет ветры на высотах более 50 км. А это согласуется с данными, полученными с поверхности Красной планеты.
Исследователи использовали трехмерную модель, разработанную парижской лабораторией Laboratoire de Meteorologie Dynamique (LMD). Этой моделью пользуются многие астрофизики, добавляя в нее все новые данные о Марсе.
Моделирование подтвердило предположения команды Джилли. Оно показало, что гравитационные волны на Марсе действительно обладают специфическими свойствами, позволяющими им глобально влиять на атмосферу. Кстати, на снимках с орбиты можно разглядеть своего рода рябь, чем-то похожую на отпечаток пальца. Это и есть следы гравитационных волн.