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    Un nouveau modèle 3-D pourrait expliquer la formation d'une tempête hexagonale sur Saturne

    Avec son éblouissant système d'anneaux glacés, Saturne est un sujet de fascination depuis l'Antiquité. Même maintenant, la sixième planète du soleil recèle de nombreux mystères, en partie parce que sa distance rend l'observation directe difficile et en partie parce que cette géante gazeuse (qui fait plusieurs fois la taille de notre planète) a une composition et une atmosphère, principalement de l'hydrogène et de l'hélium, si différent de celui de la Terre. En savoir plus à ce sujet pourrait donner un aperçu de la création du système solaire lui-même.

    L'un des mystères de Saturne implique la tempête massive en forme d'hexagone à son pôle nord. Le vortex à six faces est un phénomène atmosphérique qui fascine les planétologues depuis sa découverte dans les années 1980 par le programme américain Voyager, et la visite subséquente en 2006 de la mission américano-européenne Cassini-Huygens. L'orage est d'environ 20, 000 milles de diamètre et est bordé par des bandes de vents soufflant jusqu'à 300 milles à l'heure. Un ouragan comme celui-ci n'existe sur aucune autre planète ou lune connue.

    Jeremy Bloxham, deux des nombreux scientifiques devenus chasseurs de tempêtes interplanétaires qui travaillent à découvrir les secrets de cette merveille le professeur Mallinckrodt de géophysique, et associé de recherche Rakesh K. Yadav, qui travaille dans le laboratoire de Bloxham au département des sciences de la Terre et des planètes de Harvard. Dans un article récemment publié dans PNAS , les chercheurs ont commencé à comprendre comment le vortex est né.

    "Nous voyons régulièrement des tempêtes sur Terre et elles sont toujours en spirale, parfois circulaire, mais jamais quelque chose avec des segments hexagonaux ou des polygones avec des bords, " Yadav a déclaré. "C'est vraiment frappant et complètement inattendu. [La question sur Saturne est] comment un si grand système s'est-il formé et comment un si grand système peut-il rester inchangé sur cette grande planète ?"

    En créant un modèle de simulation 3D de l'atmosphère de Saturne, Yadev et Bloxham pensent qu'ils se rapprochent d'une réponse.

    Dans leur papier, les scientifiques disent que l'ouragan d'apparence non naturelle se produit lorsque les flux atmosphériques au plus profond de Saturne créent de grands et petits vortex (alias cyclones) qui entourent un plus grand courant-jet horizontal soufflant vers l'est près du pôle nord de la planète qui contient également un certain nombre de tempêtes. Les plus petites tempêtes interagissent avec le plus grand système et, par conséquent, pincent efficacement le jet oriental et le confinent au sommet de la planète. Le processus de pincement déforme le flux dans un hexagone.

    "Ce jet fait le tour de la planète, et il doit coexister avec ces tempêtes [plus petites] localisées, " dit Yadav, l'auteur principal de l'étude. Pensez-y comme ceci :« Imaginez que nous avons un élastique et que nous plaçons un tas d'élastiques plus petits autour, puis nous pressons le tout de l'extérieur. Cet anneau central va être comprimé de quelques centimètres et former un forme étrange avec un certain nombre de bords. C'est essentiellement la physique de ce qui se passe. Nous avons ces petites tempêtes et elles pincent essentiellement les plus grosses tempêtes dans la région polaire et puisqu'elles doivent coexister, ils doivent en quelque sorte trouver un espace pour héberger chaque système. En faisant ça, ils finissent par faire cette forme polygonale."

    Le modèle créé par les chercheurs suggère que la tempête a une profondeur de milliers de kilomètres, bien sous les sommets des nuages ​​de Saturne. La simulation imite la couche externe de la planète et ne couvre qu'environ 10 pour cent de son rayon. Dans une expérience d'un mois que les scientifiques ont menée, la simulation informatique a montré qu'un phénomène appelé convection thermique profonde, qui se produit lorsque la chaleur est transférée d'un endroit à un autre par le mouvement de fluides ou de gaz, peut provoquer de manière inattendue des flux atmosphériques qui créent de grands cyclones polaires et un jet vers l'est à haute latitude modèle. Lorsque ceux-ci se mélangent au sommet, cela forme la forme inattendue, et parce que les tempêtes se forment au plus profond de la planète, les scientifiques ont dit que cela rend l'hexagone furieux et persistant.

    La convection est la même force qui provoque les tornades et les ouragans sur Terre. C'est comme faire bouillir une casserole d'eau :la chaleur du fond se transfère vers la surface plus froide, faisant buller le dessus. C'est ce qui est censé causer la plupart des tempêtes sur Saturne, lequel, comme une géante gazeuse, n'a pas de surface solide comme celle de la Terre.

    "Le modèle d'écoulement hexagonal sur Saturne est un exemple frappant d'auto-organisation turbulente, ", ont écrit les chercheurs dans l'article de juin. "Notre modèle produit simultanément et de manière cohérente des jets zonaux alternés, le cyclone polaire, et des structures polygonales en forme d'hexagone similaires à celles observées sur Saturne."

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