¿Cuál es la causa de las persistentes corrientes en chorro hexagonales del polo norte de Saturno?

Según el artículo del sitio web Cassini Solstice Mission que data del 9 de diciembre de 2009:

La forma de seis lados sigue siendo un misterio. Los científicos creen que el hexágono es una corriente en chorro serpenteante a 77 grados de latitud norte, pero no saben qué controla el camino que toma la corriente. Estas imágenes también muestran nuevos fenómenos que los científicos deben descifrar, como las ondas que ahora se pueden ver irradiando desde las esquinas del hexágono donde el chorro toma sus giros más bruscos. Estas imágenes confirman la presencia de una estructura de paredes múltiples en cada uno de los seis lados del hexágono, y ahora se puede ver la estructura extendiéndose hasta la parte superior de la capa de nubes de Saturno.

Y el artículo está equipado con enlaces a la película de la corriente en chorro hexagonal:

                               Animación de corriente en chorro hexagonal persistente del polo norte de Saturno

                                         Esta película de Cassini, que fue posible solo cuando el polo norte de Saturno emergió de
                                         la oscuridad invernal, muestra nuevos detalles de una corriente en chorro que sigue un
                                         camino en forma de hexágono y ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. (Fuente: JPL de la NASA )

A medida que pasó el tiempo, ahora tenemos más datos de observación y más fotografías de este fenómeno que las que teníamos en 2009. Por ejemplo, esta fotografía del tormentoso norte de Saturno se publicó el 5 de agosto de 2013:

                   La persistente corriente en chorro hexagonal de Saturno

                          Esta vista está centrada en el polo norte de Saturno. El norte está arriba y rotado 33 grados a la izquierda. La imagen
                          fue tomada con la cámara gran angular de la nave espacial Cassini el 14 de junio de 2013 utilizando un filtro espectral
                          sensible a longitudes de onda de luz infrarroja cercana centrada en 752 nanómetros. (Fuente: JPL de la NASA )

El hexágono del polo norte de Saturno parece ser una característica de la atmósfera de larga duración, ya que fue visto en imágenes de Saturno a principios de la década de 1980, nuevamente en la década de 1990 y luego por la nave espacial Cassini en los últimos años.

Fuente: The Persistent Hexagon, 8 de octubre de 2008, NASA JPL Cassini Solstice Mission

Mi pregunta es, ¿a estas alturas (desde ese artículo en 2009) hemos podido descifrar la razón detrás de estas misteriosas corrientes en chorro hexagonales alrededor del polo norte de Saturno, y cuál es? Respalde cualquier teoría posible con enlaces a datos y referencias reales.

Respuestas (1)

Después de leer esta publicación de blog y hojear este documento 1 , parece que es solo la estabilización de ondas estacionarias causada por la diferencia en la velocidad angular.

Básicamente, a medida que avanza hacia afuera de los polos, hay un aumento en la velocidad a medida que el sistema se mueve con una velocidad angular constante.

Esto crea algo de cizallamiento en los gases presentes allí, y existe la posibilidad de que se produzcan corrientes de Foucault locales. Mientras que en una situación estable uno tendría vientos girando con los gases, en la situación del mundo real hay inestabilidades que eventualmente se fusionan en corrientes de Foucault. Estos pueden ser de cualquier número, sin embargo, 6 parece ser un número que acepta una amplia gama de parámetros iniciales.

La gente en el documento vinculado anteriormente trató de emular el sistema tomando dos anillos concéntricos y haciéndolos girar a diferentes frecuencias 2 . Cuando se agita un líquido teñido colocado encima, se pueden obtener patrones poligonales de varios tamaños:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si bien Saturno tiene una atmósfera mucho más compleja, este mismo principio puede aplicarse aquí para dar una estructura hexagonal alrededor de la cual se organizan el resto de las corrientes de viento.

1. Un modelo de laboratorio del hexágono polar norte de Saturno : Ícaro, volumen 206, número 2, abril de 2010, páginas 755–763

2. Mientras que las zonas no tienen diferencia en frecuencia en Saturno, eso está en una superficie curva. Creo que han introducido la diferencia de frecuencia para adaptarse a esto.

Correcto, si entiendo esto correctamente, las diferentes velocidades de rotación entre el interior del área hexagonal alimentada por el huracán del polo norte de Saturno en su centro y el área exterior que sigue la rotación de Saturno sobre su eje está creando un área de fricción y cizallamiento. turbulencias/vórtices, o dicho de otro modo, el bajo número de Reynolds de la atmósfera de Saturno produce una oscilación de calle de vórtice de Karman con una frecuencia radial de ~ 60 grados (es decir, entre 55,7 y 66 grados para sostener un hexágono). ¿Sería eso correcto?
@TildalWave Sí, casi.