science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Afwisselende stromingen en een oostwaartse jet op hoge breedte verklaren de polaire zeshoek van Saturnus, onderzoekers rapporteren

De zeshoekige storm van Saturnus zoals te zien in 2014 (boven) en een vergelijkbare maar grotere storm met meerdere randen geproduceerd in de simulatie (onder). Credit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute (boven) en Rakesh K. Yadav (onder)

Een paar onderzoekers van Harvard University hebben een computersimulatie ontwikkeld die de mysterieuze poolzeshoek van Saturnus kan verklaren. In hun paper gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , Rakesh Yadav en Jeremy Bloxham beschrijven de factoren die bij de ontwikkeling van hun simulatie betrokken waren en wat deze liet zien.

In 1981, de ruimtesonde Voyager 2 passeerde Saturnus en maakte beelden. Een van de dingen die opviel was een zeer grote zeshoekige entiteit (ongeveer 30 duizend kilometer in doorsnee) nabij de noordpool van de planeet. Verder onderzoek suggereerde dat de zeshoek een atmosferisch fenomeen was dat waarschijnlijk vergelijkbaar was met een orkaan op aarde, maar de zeshoekige vorm was een mysterie. Daaropvolgend onderzoek toonde aan dat de zeshoekige vorm tot op de dag van vandaag voortduurt, bijna 40 jaar later, maar de reden voor zijn vorm en persistentie blijft een mysterie. Ruimtewetenschappers hebben gedebatteerd over de aard van de zeshoek, en in de afgelopen jaren zijn verdeeld in twee kampen:degenen die geloven dat het een oppervlakkig fenomeen is, en degenen die denken dat het erg diep is. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden het mysterie van de zeshoek op te lossen door een 3D-computersimulatie te bouwen om het gedrag ervan na te bootsen.

Om hun simulatie te bouwen, de onderzoekers bestudeerden en gebruikten gegevens over de planeet uit meerdere bronnen, het meest specifiek van het Cassini-ruimtevaartuig, die tijdens zijn 13-jarige missie enorme hoeveelheden gegevens heeft gegenereerd.

Sporen van deeltjes die worden aangestuurd door de gesimuleerde stromingen. Krediet:Rakesh K. Yadav

De simulatie toonde diepe thermische convectie die zich in de buitenste lagen van de atmosfeer van de planeet bewoog, wat leidde tot de vorming van drie grote cyclonen nabij de polen - en een oostwaarts bewegende straal die in een veelhoekig patroon bewoog. De simulatie toonde ook een van de gigantische draaikolken die de straal samenknijpen. In de simulatie, de krachten van de cyclonen en de oostwaarts bewegende straal gecombineerd om de zeshoekige vorm van de centrale vortex te creëren, die in tegengestelde richting van de kleinere wervels draait. De simulatie toonde ook aan dat de zeshoek erg diep was, misschien wel duizenden kilometers.

De onderzoekers suggereren dat de reden dat de kleinere aangrenzende cyclonen niet zichtbaar zijn op foto's van de planeet, is omdat ze bedekt zijn met turbulente gassen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk