Saturne ou la planete géomètre

Tout le monde connaît les anneaux de Saturne mais peu de gens ont encore vu son grand hexagone polaire...

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Saturn’s hexagon is a persisting hexagonal cloud pattern around the north pole of Saturn. The sides of the hexagon are about 13,800 km long. The hexagon does not shift in longitude like other clouds in the visible atmosphere. Saturn’s polar hexagon discovery was made by the Voyager mission in 1981–82, and it was revisited since 2006 by the Cassini mission.

L'hexagone de Saturne est un motif de nuages hexagonal persistant autour du pôle nord de Saturne. Les côtés de l'hexagone ont une longueur d'environ 13 800 km. L'hexagone ne se déplace pas en longitude comme d'autres nuages dans l'atmosphère visible. La découverte de l'hexagone polaire de Saturne a été faite par la mission Voyager en 1981-1982, et il a été revisité depuis 2006 par la mission Cassini.

Structures in 3D double-diffusive convection and possible approach to the Saturn’s polar hexagon modeling (S. B. Kozitskiy 2014)

... et personne ne comprend tout-à-fait sa dynamique.

Simulation numérique d'un modèle à convection de double diffusion ressemblant qualitativement à un hexagone

It is believed that the hexagon is described by some kind of solitonic solution. Also it is stated that the hexagon forms where there is a steep latitudinal gradient in the speed of the atmospheric winds in Saturn’s atmosphere. And the speed differential and viscosity parameters should be within certain margins. If this is not fulfilled the polygons don’t arise, as at other likely places, such as Saturn’s South pole or the poles of Jupiter. Obviously double-diffusive convection plays in the atmospheres of such planets as Saturn or Jupiter an essential role. Here atmosphere is a mixture of hydrogen with helium, and in the upper atmosphere there exist a vertical negative gradient of temperature due to hot lower layers. Thus we have a diffusive type of double-diffusive convection in a rotation system. As a rule, rotation acts as one more diffusive component, which gives actually a case of triple-diffusive convection and complicates the analysis. Nevertheless preliminary considerations show that at large Rayleigh numbers (as in the case of Hexagon) such system behaves qualitatively as the explored double-diffusive system near the Hopf bifurcation points.  

Nous pensons que l'hexagone est décrit par une sorte de soliton. Nous affirmons que l'hexagone se forme là où le gradient latitudinal dans la vitesse des vents atmosphériques de l'atmosphère de Saturne est le plus abrupte. Le différentiel de vitesses et les paramètres de viscosité doivent être dans un certain intervalles de valeurs pour que la solution solitonique existe. Si ces conditions ne sont pas remplies, les polygones ne se forment pas, comme c'est le cas dans d'autres endroits potentiels tels que le pôle Sud de Saturne ou les pôles de Jupiter. De toute évidence, la convection de double diffusion joue dans les atmosphères de planètes telles que Saturne ou Jupiter un rôle essentiel. Ici, l'atmosphère est un mélange d'hydrogène et d'hélium et, dans la haute atmosphère, il existe un gradient vertical  de température négatif dû aux couches inférieures chaudes. Ainsi, nous avons un type différent de convection de double diffusion dans un système en rotation. En règle générale, la rotation agit comme une composant de diffusion supplémentaire, ce qui donne en fait un cas de convection de triple diffusion et complique l'analyse. Néanmoins, des considérations préliminaires montrent que, aux nombres de Rayleigh élevés (comme dans le cas d'Hexagone) de tels systèmes se comportent qualitativement comme les systèmes à double diffusion étudiés au voisinage des points de bifurcation de Hopf. 

Structures in 3D double-diffusive convection and possible approach to the Saturn’s polar hexagon modeling (S. B. Kozitskiy 2014)

 // traduction du texte en anglais par le blogueur.