Záhadné bouře zachovávající téměř dokonalý tvar hexagonu si lidstvo poprvé všimlo v roce 1981 díky vesmírné sondě Voyager. V roce 1997 pak byla na orbit Saturnu navedena planetární sonda Cassini, jež tuto planetu podrobně studovala až do svého shoření v její atmosféře v roce 2017. Ani podrobné sledování prostřednictvím této sondy však záhadu geometrického útvaru nad severním pólem planety plně nerozluštilo.

Nové informace o tajemném šestiúhelníku poskytl vědcům až atmosférický model testovaný v laboratoři. Ten naznačil, že bouře sahá do velké hloubky, možná až tisíce kilometrů. Právě to by mohlo podle astronomů vysvětlovat, proč zůstala po celé čtyři desítky let relativně stabilní. O objevu informuje Science Alert.

Nejdřív vznikly dvě hypotézy

Laboratorní experimenty ve spojení s někdejším přímým pozorováním prostřednictvím sondy Cassini vedly k vytvoření dvou stěžejních hypotéz, proč tato šestiúhelníková bouře existuje.

Podle jedné mohla vzniknout ze střídavých proudů v atmosféře Saturnu, dosahujících hloubek v řádech stovek kilometrů, kde atmosférický tlak dosahuje zhruba deseti barů a plyn je tam turbulentnější.

Podle druhé má bouře své kořeny ještě mnohem hlouběji, v hlubokých pásmových proudech dosahujících tisíců kilometrů do nitra planety, kde je tlak tisíckrát vyšší a kde může rotace a topografie planety vyvolat bouře mnohem větší. 

Poslední záběry předtím, než sonda Cassini definitivně shořela ve vesmíru, skutečně naznačily, že hluboké zónové proudění Saturnu působí svou silou až do hloubek s tlakem 100 tisíc barů i vyšším. Pro přirovnání, sluneční světlo neproniká na této planetě hlouběji než do míst s tlakem jednoho jediného baru - znamená to tedy, že ony hlubinné víry jsou podstatně hlubší a stabilnější, než by se zdálo.

Pak pomohl 3D model

Těchto poznatků se chopili vědci z Harvardské univerzity, kteří se pokusili pomocí počítačových simulací dokázat, co se s tímto hlubokým turbulentním prouděním v rotující sférické skořápce děje. Nyní oznámili, že věří, že došli k věrohodnému vysvětlení, proč tento šestiúhelník existuje.

Jejich 3D model ukazuje, že hluboké tepelné proudění v zevních vrstvách plynných obrů může vést spontánně ke vzniku obřích polárních cyklónů, prudkých střídavých pásmových proudů a ve vysokých zeměpisných šířkách planety k vytvoření proudových schémat směřujícím východním směrem. Toto proudění se podle vědců kvalitativně i kvantitativně podobalo tomu, které pozorovali na Saturnu. 

"Analýza naší simulace naznačuje, že samoorganizovaná turbulence ve formě obrovských vírů vytváří z východního proudění polygonální tvary. Podobným mechanismem podle nás vznikl i pozoruhodné šestiúhelníkové proudění na Saturnu,“ vysvětlují autoři.

Model sice nezachycuje všechny aspekty atmosféry Saturnu, protože zahrnuje pouze zevní desetinu poloměru planety, a jeho polární proudění vytváří trojúhelník nemísto šestiúhelníku, ale jeho autoři jsou přesto přesvědčeni, že i při takovém zjednodušení může objasňovat některé jevy, které na Saturnu pozorujeme.

Podle jejich simulace vznikl jeden velký cyklon kolem severního pólu a několik menších cyklonů, jež se připojily k silnému východnímu proudění mírně severně od rovníku. Zatímco tento centrální cyklon byl dostatečně silný, aby překonal turbulenci plynu, okolní víry tato těkavost zakrývala, takže výsledek připomínal spíš proudění v polygonálním tvaru než tornáda. 

"Podobný scénář si můžeme představit na Saturnu. Šestiúhelníkový tvar proudění udržuje zřejmě šest sousedních velkých vírů, které jsou však skryty v chaotičtějším proudění v mělčích vrstvách," píšou autoři ve studii, který vyšla v PNAS

K odpovědi na otázku, zda model skutečně odpovídá podmínkám na Saturnu, bude zapotřebí ještě mnohem více údajů o atmosféře této planety, přesto se však zatím zdá, že vědci jsou na správné cestě.