Septiņus gadus ilgās Saulgriežu misijas laikā Cassini vēroja, kā izcēlās milzīga vētra un ieskauj Saturnu. Zinātnieki uzskata, ka šādas vētras daļēji ir saistītas ar saules gaismas sezonālo ietekmi uz Saturna atmosfēru. Attēla kredīts: NASA/JPL-Caltech/Kosmosa zinātnes institūts
Milzīgas vētras atstāj pēdas Saturna atmosfērā gadsimtiem ilgi.
Pētnieki ir atklājuši ilgstošas milzu vētras Saturnsir līdzīgs JupitersLielais sarkanais plankums, pētot radio emisijas un amonjaka gāzes traucējumus. Pētījums atklāj būtiskas atšķirības atmosfērā starp gāzes milžiem, izaicina pašreizējo izpratni par milzu vētrām un sniedz jaunus ieskatus, kas var ietekmēt turpmākos pētījumus par eksoplanētām.
Lielais sarkanais plankums un jauni atklājumi uz Saturna
Lielākā vētra Saules sistēmā, 10 000 jūdžu plats anticiklons, kas pazīstams kā Lielais sarkanais plankums, ir rotājusi Jupitera virsmu simtiem gadu.
Jauns pētījums atklāj, ka Saturns, lai gan pēc izskata ir pieticīgāks salīdzinājumā ar Jupitera krāsaino izskatu, ir arī milzīgas, ilgstošas vētras. Šīm vētrām ir dziļa ietekme uz atmosfēru, kas ilgst gadsimtiem ilgi.
Studiju metodika
Pētījumu veica astronomi Kalifornijas Universitāte, Bērklijaun Mičiganas Universitātes Ann Arbor. Viņi pārbaudīja radio emisijas no planētas, kas rodas zem virsmas, un atklāja ilgstošus traucējumus amonjaka gāzes izplatīšanā.
Pētījums ir publicēts 11. augustā žurnālā Zinātne progresē.
Saturna radioattēls tika uzņemts ar VLA 2015. gada maijā, atņemot spilgtākas radio emisijas no Saturna un tā gredzeniem, lai uzlabotu kontrastu vājākā radio emisijā starp dažādām atmosfēras platuma joslām. Tā kā amonjaks bloķē radioviļņus, spilgtas iezīmes norāda uz reģioniem, kur amonjaks ir izsmelts un VLA var redzēt dziļāk atmosfērā. Plašā spilgtā josla ziemeļu platuma grādos ir sekas pēc 2010. gada vētras Saturnā, kas acīmredzot izsmēla amonjaka gāzi zem ledainā amonjaka mākoņa, ko mēs redzam ar neapbruņotu aci. Kredīts: RJ sāls un E.D. sviests
Mega vētru raksturs
Milzu vētras uz Saturna notiek apmēram ik pēc 20 līdz 30 gadiem un ir līdzīgas viesuļvētrām uz Zemes, lai gan daudz lielākas. Taču atšķirībā no Zemes viesuļvētrām neviens nezina, kāpēc masīvās vētras notiek Saturna atmosfērā, kurā galvenokārt ir ūdeņradis un hēlijs ar metāna, ūdens un amonjaka pēdām.
“Saules sistēmas lielāko vētru mehānismu izpratne ievieto viesuļvētru teoriju plašākā kosmiskā kontekstā, izaicinot mūsu pašreizējās zināšanas un nospiežot sauszemes meteoroloģijas robežas,” sacīja vadošais autors Čens Li, bijušais UCLA 51 Peg b līdzstrādnieks. Bērklijs, un tagad ir Mičiganas Universitātes docents.
izpēte un instrumenti
Imke de Paters, UC Bērklijas astronomijas un Zemes un planētu zinātņu emeritētais profesors, vairāk nekā četrus gadu desmitus ir pētījis gāzes milžus, lai labāk izprastu to sastāvu un to, kas padara tos unikālus, izmantojot Kārļa G. Janska ļoti lielo masīvu Ņūmeksikā. zondē radio emisijas no dziļi planētas.
Redzes laukā šķiet, ka Saturna joslu atmosfēra vienmērīgi mainās no krāsas uz krāsu. Taču, skatoties šeit radio gaismā — VLA dati, kas pārklāti ar Cassini Saturna attēlu — joslu atšķirīgā būtība ir skaidra. Zinātnieki izmantoja VLA datus, lai labāk izprastu amonjaku gāzes giganta atmosfērā, un uzzināja, ka milzu vētras transportē amonjaku no augšējiem atmosfēras slāņiem uz zemākiem atmosfēras slāņiem. Pateicība: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), I. de Pater un citi (UC Berkeley)
“Radio viļņu garumos mēs zondējam zem redzamajiem mākoņu slāņiem uz milzu planētām. Tā kā ķīmiskās reakcijas un dinamika mainīs planētas atmosfēras sastāvu, novērojumi zem šiem mākoņu slāņiem ir nepieciešami, lai ierobežotu planētas patiesās atmosfēras sastāvu, kas ir galvenais. parametrs planētu veidošanās modeļiem. “Radio novērojumi palīdz raksturot dinamiskos, fizikālos un ķīmiskos procesus, tostarp siltuma pārnesi, mākoņu veidošanos un konvekciju milzu planētu atmosfērā gan globālā, gan vietējā mērogā.”
Pārsteidzoši rezultāti
Kā ziņots jaunajā pētījumā, UC Berkeley absolvents Kriss Mēkels, de Pāters, atklāja kaut ko pārsteidzošu planētas radio emisijās: amonjaka koncentrācijas anomālijas atmosfērā, ko viņi saistīja ar iepriekšējiem masveida vētru notikumiem puslodē. planētas.
Ietekme uz amonjaka koncentrāciju un atmosfēras atšķirībām
Pēc komandas domām, amonjaka koncentrācija ir zemāka vidējos augstumos, zem augšējā amonjaka un ledus mākoņu slāņa, bet tā kļūst bagātināta zemākos augstumos, 100 līdz 200 kilometrus dziļāk atmosfērā. Viņi uzskata, ka amonjaks tiek transportēts no augšējiem atmosfēras slāņiem uz zemākiem atmosfēras slāņiem, izmantojot nokrišņu un atkārtotas iztvaikošanas procesus. Turklāt šis efekts var ilgt simtiem gadu.
Saturna un Jupitera salīdzināšana
Pētījums arī atklāja, ka, lai gan gan Saturns, gan Jupiters ir izgatavoti no ūdeņraža gāzes, šie divi gāzes giganti ir ievērojami atšķirīgi. Lai gan Jupiteram ir troposfēras anomālijas, tās saista tās reģioni (baltās joslas) un joslas (tumšās joslas), un tos neizraisa vētras, kā tās ir Saturnā. Būtiskā atšķirība starp kaimiņu gāzes gigantiem apšauba pašreizējo izpratni par milzu vētru veidošanos uz gāzes milžiem un citām planētām. Tas var arī ietekmēt to, kā šīs vētras nākotnē tiks atrastas un pārbaudītas uz eksoplanētām.
Atsauce: “Saturna milzu vētru dziļa ilgtermiņa ietekme”, autori Čens Li, Emke de Paters, Kriss Mokels, RJ Salts, Braiens Batlers, Deivids de Būrs un Džimings Džans, 2023. gada 11. augusts, pieejams šeit. Zinātne progresē.
DOI: 10.1126/sciadv.adg9419
Nacionālā radioastronomijas observatorija (NRAO) ir Nacionālā zinātnes fonda objekts, ko saskaņā ar sadarbības līgumu pārvalda Associated Universities Inc.
