Kép jóváírása: NASA
Amikor a Voyager űrhajó az 1980/81-es Saturn mellett elcsúszott, 1700 km / h sebességgel őrizték meg a gyűrűs bolygók egyenlítői szélét. Noha az egyenlítői szelek lelassultak, az Egyenlítőtől távolabb lévő többi fúvóka továbbra is ugyanolyan sebességgel halad. Ez arra késztette a csillagászokat, hogy azt hitték, hogy a lassulásnak valami köze van a szaturnusz évszakváltásának.
A Saturn, az egyik legszélesebb bolygó, az utóbbi időben váratlan és drámai időjárási változásokon ment keresztül: az Egyenlítői szelei a Voyager űrhajó 1980–81-es repülései során elért gyors 1700 km / h sebességről mérsékelt 990 km / h-ra változtak 1996 és 1996 között. 2002. Ezt a szélcsökkenést egy spanyol-amerikai tudóscsoport észlelte, köztük Richard Massachusettsi Wellesley Főiskola tagjait, akik eredményeiről a Nature folyóirat június 5-i számában számoltak be. (2003. június 5., 423. kötet, 623–625. O.)
A gyűrűs óriásbolygó Hubble Űrtávcsőjével (HST) készült képeket használva a tudósok (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas és R. Hueso, Pais Vasco Universidad, Bilbao, Spanyolország) és francia a Wellesley Főiskolán ), megmérte a felhő tulajdonságainak és a viharrendszerek mozgását a gyűrűs óriási bolygón.
"A légköri tudományok egyik legfontosabb rejtélye az, hogy a Jupiter és a Szaturnusz óriási bolygói - amelyek hatalmas gömbök főleg hidrogénből és héliumból állnak - váltakozó keleti-nyugati szélmintákat mutatnak, amelyek szélességi irányban változnak" - magyarázza francia. „Ellentétben a földi bolygók, például a Föld szélével, amelyet elsősorban a napfény táplál, az óriási bolygók szélének további energiaforrása van a hőben, amely a mély belső részükből távozik. Annak ellenére, hogy ennek a belső hőnek csak a Föld napfényének töredéke van, az óriási bolygók szele tízszer intenzívebb, mint a földi szél.
Ezen belső energiaforrások szerepe az erős szél fenntartásában az óriási bolygókban és annak megértése, hogy miért érik el a maximális sebességet az Egyenlítőn, és amelyek a bolygók és csillagok légköri mozgásának elméletei számára nagy kihívást jelentenek.
Jelenleg két meglehetősen eltérő magyarázat van az óriási bolygók fúvókáinak rendszerére. Egy szélsőséges esetben úgy gondolják, hogy a szél nagyon mélyen kiterjed a bolygó belsejébe, és megérinti a bolygón felszabadult hőt, hogy mozgatja a mozgásukat. A másik végpontban a légköri keringést a földi bolygókhoz hasonlóan modellezzük, amelyet a sekély felső légköri rétegben lerakódott napenergia hajt. Mindkét magyarázatnak jelentős hátrányai vannak, és egyik sem magyarázza az erős egyenlítői szeleket.
E modellek tesztelésének egyik módja a szél hosszú távú viselkedésének elemzése, mérve érzékenységüket a napfény mennyiségének az idényjellegű hatások vagy más hatások miatti változásaival szemben. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a Jupiter szelei elég stabilak, és nem érzékenyek az évszakos változásokra, ám keveset tudtak a Szaturnuszról, amelynek tompított felhő tulajdonságait sokkal nehezebb mérni.
A HST fedélzetén lévő széles látószögű bolygókamera nagy felbontású képességének felhasználásával a spanyol-amerikai csapat képes volt elegendő felhőelemet követni a Szaturnuszban, hogy mérje a szélsebességet széles szélességi tartományon. Az 1996 és 2001 között mért egyenlítői szelek csaknem fele olyan erősek, mint amit 1980-81-ben tapasztaltak, amikor a Voyager űrhajó ellátogatott a bolygóra. Ezzel szemben az Egyenlítőtől távol eső szeles fúvókák stabilak maradtak és erős félgömb alakú szimmetriát mutatnak, amelyet Jupiterben nem találtak.
A Saturn szélének eltérő viselkedése egyszerű magyarázattal szolgálhat, jegyezze meg a tudósok. A hosszú szezonális ciklus a Saturn légkörében (egy Saturn-év körülbelül harminc földi év) és a bolygó óriási gyűrűinek az egyenlítői árnyékolása az egyenlítői szelek hirtelen lelassulásának tudható be. Ahelyett, hogy a Saturn mély belső részéhez kötnék, elsősorban a belső hő hatására, az egyenlítői szelek részben sekély felszíni jelenség lehetnek, amelyet a napfény szezonális eltérései is befolyásolhatnak. Valójában a Saturn egyenlítői térsége az óriási viharrendszerek helye volt, mint amilyeneket 1990-ben és 1994-ben láttak. Ezek a viharok erős dinamikus változásokat válthatnak ki, amelyek valószínűleg az egyenlítői szelek megfigyelt gyengülését eredményezték.
Egy másik lehetőség az, hogy a csapat által mért szelek magasabb tengerszint feletti magasságokban vannak, ahol a szél valószínűleg csökken a sebességnél. A Nature cikkben a csapat megjegyzi, hogy a Saturn nem egyenlítői szelei változatlanok maradtak ebben az időszakban, e tekintetben a Jupiterre emlékeztetve, amely arra utal, hogy ezek a szelek mélyebben gyökerezhetnek.
A spanyol-amerikai csapat új HST megfigyeléseit tervezik az év végére. Az új adatok és a nagy felbontású képalkotás, amelyet a NASA-ESA Cassini keringési missziójánál be kell szerezni a 2004 közepén várhatóan Saturnába érkező képességekkel, lehetővé teszik számukra és más tudósok számára, hogy megtanulják, megmarad-e a jelenlegi szélmintázat, vagy megváltozik-e az idő folyamán. Saturn szezonális ciklusa. Mindkét esetben - jegyzi meg francia - "ezek az eredmények fontos tesztek lesznek az óriási bolygók szélének elméleti megértése szempontjából."
Eredeti forrás: Wellesley College sajtóközlemény
