この2Dモデルは、既存の方程式に基礎を置いている。方程式は渦巻く流体が時間の経過とともにどのように進化していくかを記述するもので、地球の中緯度地域におけるサイクロンに関するモデルなど、さまざまな文脈で使われているものだ。
見えてきたひとつのメカニズム
こうして開発した巨大ガス惑星における渦の進化に関する2Dモデルを使って、研究チームはシミュレーションを実施した。このシミュレーションは、惑星の大きさ、自転速度、内部加熱、回転する流体の堅さなどのパラメーターを変化させ、さまざまなシナリオで進められた。
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その結果、いくつかのシナリオで土星のように極域に巨大なひとつの渦が形成され、その他のいくつかのシナリオでは木星のように極域により小さな複数の渦が形成されることを確認した。なお、渦の現れ方には合計で4つのパターンがあるという。
そして各シナリオにおけるパラメーターと変数の組み合わせが最終結果にどのように関連するかを分析したところ、極域にひとつの巨大な渦が形成されるか、複数のより小さな渦が形成されるかは、ひとつのメカニズムによって決定されることが判明した。それは、渦の底部の堅さによって決まるというのだ。