Хм... Оценим эту новость на пальцах.
Просматривая новости на разных научных сайтах отмечаю, что подавляющее большинство из них сообщают о довольно рутинных опытах и наблюдениях с не вызывающими удивления результатами. О таких в своем журнале, как правило, не пишу. А подавляемое меньшинство делится на три категории: а) реально интересные и вызывающие доверие сообщения; б) попытки безосновательного теоретизирования; в) вызывающие серьезные сомнения трактовки результатов опытов и наблюдений. О первых обычно пишу, стараясь дать объяснения эффекта "на пальцах" (если понимаю эффект), вторые игнорирую, а третьи обычно пропускаю. Но сегодня решил откликнуться на вызвавшую у меня сомнение новость о силе ветров в атмосферах коричневых карликов.
Новость о том, что на коричневом карлике 2MASS J10475385+2124234, удаленном от нас на 34 световых года, средняя (именно средняя!) скорость ветров оказалась порядка 2300 км/час, меня сильно удивила. В чем причина этого удивления?
Типичная температура атмосфер коричневых карликов спектрального класса Т, к числу которых принадлежит и упомянутый в этой новости, не превышает 1200° К, что примерно вчетверо больше, чем в атмосфере Земли. При такой температуре молекулы земной атмосферы на атомы не распадаются.
В земной атмосфере скорость звука ~ 1200 км/час. В то же время скорость звука в газе пропорциональна корню квадратному из температуры, деленной на массу молекулы. Следовательно, скорость звука в атмосфере коричневого карлика, состоящей из молекул примерно той же массы, что и земная, будет порядка 2400 км/час.
Но при скоростях потока газа сравнимыми со скоростью звука в нем колебания плотности газа оказываются порядка самой плотности. Это следует из оценки амплитуды колебаний плотности в газе (Ландау и Лифшиц, Гидродинамика):
δρ/ρ ~ (v/cs)²
где ρ - плотность газа, v - скорость ветра, cs - скорость звука в газе. И ожидать, что в газе даже при ураганных условиях будет δρ/ρ ~ 1 вряд ли следует. Поскольку такие движения газа уже не будут порывами ветра, а будут хаотическим набором ударных волн. Так, на Земле в максимально разрушительных ураганах скорость ветра не превосходила 300 км/час (таким был тайфун в ноябре 2013 года на Филлипинах, убивший ~ 10 тысяч человек). И при таких ветрах колебания плотности (и давления) воздуха было δρ/ρ ≈ 0,06.
Спасти обсуждаемую новость может только одно обстоятельство: Атмосфера этого коричневого карлика состоит практически полностью из молекулярного водорода. Скорость звука в котором при Т ~ 1200° будет порядка 9 тысяч км/час. Тогда измеренную скорость ветра на коричневом карлике можно будет считать максимальной (не средней!) скоростью в его порывах в мощнейшем урагане.
P.S. К сожалению, о типовых составах атмосфер коричневых карликов никаких сведений мне найти не удалось.
Новость о том, что на коричневом карлике 2MASS J10475385+2124234, удаленном от нас на 34 световых года, средняя (именно средняя!) скорость ветров оказалась порядка 2300 км/час, меня сильно удивила. В чем причина этого удивления?
Типичная температура атмосфер коричневых карликов спектрального класса Т, к числу которых принадлежит и упомянутый в этой новости, не превышает 1200° К, что примерно вчетверо больше, чем в атмосфере Земли. При такой температуре молекулы земной атмосферы на атомы не распадаются.
В земной атмосфере скорость звука ~ 1200 км/час. В то же время скорость звука в газе пропорциональна корню квадратному из температуры, деленной на массу молекулы. Следовательно, скорость звука в атмосфере коричневого карлика, состоящей из молекул примерно той же массы, что и земная, будет порядка 2400 км/час.
Но при скоростях потока газа сравнимыми со скоростью звука в нем колебания плотности газа оказываются порядка самой плотности. Это следует из оценки амплитуды колебаний плотности в газе (Ландау и Лифшиц, Гидродинамика):
δρ/ρ ~ (v/cs)²
где ρ - плотность газа, v - скорость ветра, cs - скорость звука в газе. И ожидать, что в газе даже при ураганных условиях будет δρ/ρ ~ 1 вряд ли следует. Поскольку такие движения газа уже не будут порывами ветра, а будут хаотическим набором ударных волн. Так, на Земле в максимально разрушительных ураганах скорость ветра не превосходила 300 км/час (таким был тайфун в ноябре 2013 года на Филлипинах, убивший ~ 10 тысяч человек). И при таких ветрах колебания плотности (и давления) воздуха было δρ/ρ ≈ 0,06.
Спасти обсуждаемую новость может только одно обстоятельство: Атмосфера этого коричневого карлика состоит практически полностью из молекулярного водорода. Скорость звука в котором при Т ~ 1200° будет порядка 9 тысяч км/час. Тогда измеренную скорость ветра на коричневом карлике можно будет считать максимальной (не средней!) скоростью в его порывах в мощнейшем урагане.
P.S. К сожалению, о типовых составах атмосфер коричневых карликов никаких сведений мне найти не удалось.