science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een meerlagig waassysteem op de zeshoek van Saturnus

Krediet:Universiteit van Baskenland

Een rijke verscheidenheid aan meteorologische verschijnselen vindt plaats in de uitgebreide waterstofatmosfeer van Saturnus, een wereld die ongeveer 10 keer zo groot is als de aarde. Ze helpen ons soortgelijke kenmerken in de atmosfeer van de aarde beter te begrijpen. Een van de atmosferische verschijnselen van Saturnus is de bekende "hexagon, " een verbazingwekkende golfstructuur die het poolgebied van de planeet omringt.

Ontdekt in 1980 door NASA's Voyager 1 en 2 ruimtevaartuigen, het is sindsdien zonder onderbreking waargenomen, ondanks de lange planeet, sterke cyclus van seizoenen. Een snelle, een smalle straalstroom stroomt in deze gigantische planetaire golf waar winden maximale snelheden bereiken van ongeveer 400 km/u. Nog, gek genoeg, de golf zelf blijft bijna statisch; met andere woorden, het verschuift nauwelijks met betrekking tot de rotatie van de planeet. Al deze eigenschappen betekenen dat de "zeshoek" een zeer aantrekkelijk fenomeen is voor meteorologen en onderzoekers van de planeetatmosfeer.

Cassini, die tussen 2004 en 2017 in een baan om de planeet was, nam een ​​grote hoeveelheid foto's van verschillende afstanden van de planeet en kijkhoeken. In juni 2015 de hoofdcamera maakte beelden met zeer hoge resolutie van de ledematen van de planeet, die details van tussen de 1 en 2 km kunnen oplossen; ze vingen de waas boven de wolken van de zeshoekige golf. In aanvulling, ze gebruikten veel kleurenfilters, van ultraviolet tot nabij-infrarood, waardoor onderzoekers de samenstelling van de waas kunnen bestuderen. Om deze studie af te ronden, de onderzoekers namen beelden op die werden geproduceerd door de Hubble-ruimtetelescoop die 15 dagen later werden genomen en die de zeshoek van bovenaf lieten zien.

"De Cassini-beelden hebben ons in staat gesteld te ontdekken dat, net als een boterham, de zeshoek heeft een meerlagig systeem van ten minste zeven nevels die zich uitstrekken van de top van de wolken tot een hoogte van meer dan 300 km erboven, " zei professor Agustín Sánchez-Lavega, die de studie leidde. "Andere koude werelden, zoals Saturnus' satelliet Titan of de dwergplaneet Pluto, hebben ook lagen van waas, maar niet in zulke aantallen, noch als regelmatig gespreid."

De verticale omvang van elke nevellaag is tussen ongeveer 7 en 18 km dik, en volgens spectrale analyse, ze bevatten minuscule deeltjes met stralen in de orde van grootte van 1 micron. Hun chemische samenstelling is exotisch vanwege de lage temperaturen in de atmosfeer van Saturnus, variërend tussen -120 graden C en -180 graden, ze kunnen koolwaterstofijskristallieten omvatten, zoals acetyleen, propyn, propaan, diacetyleen of zelfs butaan in de hoogste wolken.

Het team merkte ook de regelmaat op in de verticale verdeling van de nevellagen. Ze veronderstellen dat de nevellagen worden georganiseerd door de verticale voortplanting van zwaartekrachtgolven die oscillaties produceren in de dichtheid en temperatuur van de atmosfeer, een bekend fenomeen op aarde en andere planeten. De onderzoekers brengen de mogelijkheid naar voren dat het de dynamiek van de zeshoek zelf en zijn krachtige jetstream zou kunnen zijn die verantwoordelijk is voor deze zwaartekrachtgolven. Op de aarde, onderzoekers hebben golven van dit type waargenomen die worden geproduceerd door de golvende straalstroom die zich met snelheden van 100 km/u van west naar oost op de middelste breedtegraden voortbeweegt. Het fenomeen zou op beide planeten vergelijkbaar kunnen zijn, hoewel de eigenaardigheden van Saturnus betekenen dat dit het enige geval is in het zonnestelsel. Dit is een aspect dat onderwerp blijft van toekomstig onderzoek.