Почему полосы Сатурна намного слабее, чем полосы Юпитера?

Я попробую. Коррекция приветствуется.

Температура верхней атмосферы.

Цвет планеты придают не только элементы, но и температура элементов. Когда мы изучаем, как выглядит планета, мы в основном говорим об отраженном солнечном свете от поверхности или атмосферы планеты. Атмосфера Земли настолько прозрачна, что ее поверхность можно увидеть из космоса. Однако это единственная планета в Солнечной системе, где это так. На других планетах плотная атмосфера, поэтому все, что мы видим, — это просто облака на большой высоте.

Кроме того, насколько я понимаю, изображения планет часто улучшают, чтобы сделать какие-либо различия более очевидными. Поэтому, если вы действительно пролетели над Юпитером, его линии могут быть не такими четкими, как на красивых картинках, которые вы обычно найдете в Интернете. Несмотря на это, это не меняет вашего вопроса; его линии все еще далеко, гораздо более отчетливы, чем у Сатурна, и Галилей смог увидеть его Красное Пятно, поэтому я думаю, что можно с уверенностью сказать, что его линии ярко выражены, даже если изображения, которые мы получаем, немного подделаны.

Так или иначе, Юпитер находится на правильном расстоянии от Солнца, чтобы его атмосфера превратилась из льда в газ. Как говорит Википедия ,

Верхние аммиачные облака, видимые на поверхности Юпитера, организованы в дюжину зональных полос, параллельных экватору, и ограничены мощными зональными атмосферными потоками (ветрами), известными как джеты. Полосы чередуются по цвету: темные полосы называются поясами, а светлые – зонами. Зоны более холодные, чем пояса, соответствуют апвеллингам, а пояса – нисходящему воздуху. Считается, что более светлый цвет зон обусловлен аммиачным льдом; что придает ремням более темный цвет, точно неизвестно.

Аммиачный лед, как и любой лед, хорошо отражает свет, поэтому более холодные полосы со льдом светлее. Газ аммиак прозрачен , но любой, кто когда-либо летал над океаном, знает, что если у вас есть достаточно прозрачной вещи (воды), она имеет отчетливый цвет. Хотя приведенная выше цитата из Википедии говорит о том, что причина более темных цветов неясна, меньшее количество льда в верхних слоях атмосферы означает меньше отраженного света и более темный цвет.

Сатурн, Нептун и Уран находятся достаточно далеко от Солнца, где у них всегда есть лед в верхних слоях атмосферы, поэтому у них меньше различий в цвете. Облака Земли также в основном состоят из льда (а не из водяного пара), так что в основном это и есть ответ. Юпитер находится на правильном расстоянии от Солнца, чтобы его верхняя атмосфера переходила и имела отчетливые полосы, некоторые со льдом, некоторые без него.

«Но почему полосы идут прямыми линиями?»

Это связано с эффектом Кориолиса . Если смотреть сверху, эффект Кориолиса создает полосы, которые совпадают с экватором. Юпитер и Сатурн вращаются довольно быстро (9,5 и 10,8 часов соответственно), поэтому оба обладают сильным эффектом Кориолиса.

Атмосфера Юпитера движется не только по этим видимым линиям; он циркулирует из более теплых нижних частей атмосферы в более высокие за счет конвекции. Это связано с тем, что необходимо передать много тепла. Юпитер (наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном) излучают в космос больше тепла, чем получают от Солнца, поэтому, хотя тепло от Солнца играет роль в том, что верхние слои атмосферы Юпитера не замерзают над более теплыми полосами, это эффект Кориолиса. который создает группы.

У Сатурна тоже есть полосы (как вы знаете). Они не так видны, потому что и теплые, и холодные полосы Сатурна ледяные. См. статьи здесь и здесь, а также статью с изображением в искусственных цветах здесь , в которой цвета Сатурна приписываются аммиачному льду.

Таким образом, для формирования групп все, что вам нужно, это относительно быстрое вращение. Но для хорошо видимых полос газовая планета-гигант должна находиться на правильном расстоянии от Солнца и/или иметь нужное количество внутреннего тепла. Все дело в температуре.

Я чувствую, что должен акцентировать внимание на «вероятно», потому что я не могу поклясться, что Сатурн окружен аммиачным льдом в верхних слоях атмосферы, но я почти уверен, что это основное различие между более однородным внешним видом Сатурна (Уран и Нептун тоже). Именно аммиак придает этим планетам их цвет, хотя и Сатурн, и Юпитер на 99% состоят из водорода и гелия. Молекулы прямых газов (O2, N2, H2) и инертных газов, как правило, очень слабо взаимодействуют с видимым светом.

Вот забавная статья о цвете планеты газового гиганта. Однако наука о том, что придает атмосфере определенный цвет, довольно сложна и выше моей зарплаты. Кроме того, я также нашел эту статью интересной, хотя я не могу поклясться в ее точности. Сатурн излучает удивительное количество тепла, учитывая, что его масса составляет 1/3 массы Юпитера.

Наконец, это может дать более точную, но менее привлекательную картину Сатурна, чем мы привыкли видеть.

Последнее замечание о темных пятнах и темных полосах Юпитера. В Википедии сказано, что причина темноты неизвестна (как указано выше). Хотя я думаю, что отсутствие аммиачного льда в атмосфере во многом является частью ответа, вот альтернативное объяснение темно-красного пятна Юпитера и (возможно) в некоторой степени его темных полос. Юпитер получает в среднем примерно в 3,4 раза больше солнечной радиации на квадратный метр, чем Сатурн. Вдобавок к этому у него может происходить более интенсивное атмосферное перемешивание, чем у Сатурна, и больше органических соединений в его верхних слоях атмосферы, которые в сочетании с ультрафиолетовыми лучами также могут играть роль в более темных линиях Юпитера.