Un nou studiu bazat pe date din misiunea Cassini dezvăluie ceva surprinzător în atmosfera lui Saturn. Știm despre furtuna de la polul nord al gigantului gazului de zeci de ani, dar acum se pare că această furtună hexagonală masivă ar putea fi o înălțime falnică de sute de kilometri înălțime, care își are baza adânc în atmosfera lui Saturn.
Când Cassini a sosit la Saturn în 2004, era vară în emisfera sudică, iar nava spațială a găsit un vartej polar la polul sud. În cele din urmă, ora de vară a ajuns în emisfera nordică și au asistat la formarea furtunii la Polul Nord. Acest lucru nu a confirmat decât ceea ce știm încă din anii 1980, când misiunea Voyager a studiat Saturn și a găsit o furtună de vară la Polul Nord al lui Saturn.
„Deși ne-am așteptat să vedem un fel de vortex la polul nord al lui Saturn, pe măsură ce se încălzea, forma sa este surprinzător.” - Leigh Fletcher, Universitatea din Leicester, Marea Britanie, autor principal.
Dar această furtună nordică are o formă hexagonală mai degrabă decât rotundă și are aceeași formă hexagonală ca furtuna mai adâncă în atmosfera lui Saturn, găsită prima dată de Voyager. Întrebarea este: vedem un monstru falnic al unei furtuni? Sau două furtuni separate, ambele formându-se într-o formă hexagonală?
„Marginile acestui vortex recent găsit par a fi hexagonale, corespunzând cu exactitate unui model de cloud hexagonale celebre și bizare, pe care le vedem mai adânc în atmosfera lui Saturn”, spune Leigh Fletcher, de la Universitatea din Leicester, Marea Britanie, autorul principal al noului studiu.
Acest videoclip arată modelul norului hexagonal adânc în atmosfera lui Saturn, care a fost descoperită pentru prima dată de Voyager.
Oamenii de știință implicați în misiunea Cassini se așteptau pe deplin să vadă o formă de furtună la polul nord când a venit vara lui Saturn, dar au fost surprinși de formă. „Fie un hexagon s-a născut spontan și identic la două altitudini diferite, una mai joasă în nori și alta în stratosferă, sau hexagonul este de fapt o structură falantă care se întinde pe o rază verticală de câteva sute de kilometri”, a spus Fletcher.
În centrul acestui nou studiu se află Spectrometrul compus infraroșu (CIRS) al lui Cassini. CIRS a capturat aceste date între 2010 și 2017 și arată încălzirea stratosferei lui Saturn de la o înclinație orbitală ridicată. Imaginea compusă de mai jos arată încălzirea treptată a stratosferei lui Saturn și formarea treptată a furtunii hexagonale.
Mai devreme în misiunea lui Cassini, atmosfera superioară era pur și simplu prea rece pentru a putea vedea CIRS. Stratosfera era de aproximativ -158 Celsius, cu 20 de grade prea rece pentru instrument. Dar anul lui Saturn are aproximativ 30 de ani, iar în 2009, regiunea polară nordică a început să se încălzească. Până în 2014, instrumentul CIRS al Cassini a putut studia atmosfera superioară.
„Un an saturnian se întinde pe aproximativ 30 de ani pe Pământ, deci iernile sunt lungi. Saturn a început să iasă din adâncul iernii nordice în 2009 și s-a încălzit treptat pe măsură ce emisfera nordică se apropia de vară. ” - coautor de studiu Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Franța.
„Am putut folosi instrumentul CIRS pentru a explora stratosfera nordică pentru prima dată, începând cu 2014”, a spus Guerlet. „Pe măsură ce vortexul polar devenea din ce în ce mai vizibil, am observat că are margini hexagonale și ne-am dat seama că vedem hexagonul preexistent la altitudini mult mai mari decât se credea anterior.”
Studiul indică faptul că regiunile polare de pe Saturn sunt foarte diferite între ele. Când Cassini a observat regiunea sudică în timpul verii, la începutul misiunii sale, nu a existat un model de furtună hexagonală. Furtuna de nord este, de asemenea, mai rece, mai puțin matură, iar dinamica sa este complet diferită. Deocamdată, oamenii de știință nu pot decât să ghicească de ce este asta.
"Acest lucru ar putea însemna că există o asimetrie fundamentală între polii lui Saturn, pe care încă nu o înțelegem, sau ar putea însemna că vortexul polar polar se dezvolta încă în ultimele noastre observații și a continuat acest lucru după dispariția lui Cassini", a spus Fletcher. Misiunea lui Cassini s-a încheiat în „Grand Finale” în septembrie 2017, când nava spațială a fost trimisă în mod deliberat cufundându-se în atmosfera lui Saturn pentru a fi distrusă.
Oamenii de știință studiază modelele meteorologice ale lui Saturn de mai mult timp și știu de mult că straturile groase de nori ale planetei găzduiesc cea mai mare parte a vremii planetei. Caracteristicile polare nordice au fost observate pentru prima dată de Voyager în anii 1980 și știm că hexagonul polar la nord este o caracteristică de lungă durată. Oamenii de știință cred că trăsătura poate fi legată de rotația planetei în sine, la fel ca și jetul de pe Pământ.
Este clar că avem multe de învățat despre atmosfera lui Saturn. Este puțin probabil ca furtuna hexagonală din stratosferă și furtuna hexagonală mai adâncă în atmosferă să fie aceeași furtună. Vântul se schimbă prea mult prin straturile de atmosferă. Dar ele ar putea fi conectate într-un alt mod. După ce au investigat proprietățile atmosferice din regiunea nordică, Fletcher și colegii săi au stabilit că valurile ca hexagonul nu ar trebui să se poată propaga în sus și ar trebui să rămână prinși în vârfurile de nori. Aceasta se face printr-un proces numit evanescență. „O modalitate prin care„ informațiile ”valurilor se pot scurge în sus este printr-un proces numit evanescență, unde puterea unei unde scade cu înălțimea, dar este destul de puternică pentru a persista în continuare în stratosferă”, explică Fletcher.
Imaginea mai mare din acest studiu este întrebarea continuă a modului în care energia este transportată prin diferite straturi ale unei atmosfere, lucru pe care încă îl lucrăm pentru a înțelege aici pe Pământ. Dacă putem înțelege cum și de ce vortexul polar nordic al lui Saturn are o formă hexagonală, va arunca o lumină asupra modului în care fenomenele mai adânci într-o atmosferă pot influența mediul sus.
„Hexagonul nordic al lui Saturn este o caracteristică iconică a unuia dintre cei mai carismatici membri ai Sistemului Solar, astfel încât să descoperi că încă deține mistere majore este foarte interesant”, - Nicolas Altobelli, om de știință al proiectului ESA pentru misiunea Cassini-Huygens.
Misiunea Cassini ne arată încă lucruri despre Saturn, chiar și acum când s-a terminat. În ceea ce privește echipa din spatele acestui studiu, amintirea a fost descoperită cu hexagonul nordic la aproape un an de la încheierea lui Cassini. Spune Fletcher, „Pur și simplu trebuie să știm mai multe. Este destul de frustrant că am descoperit acest hexagon stratosferic chiar la sfârșitul duratei de viață a lui Cassini. "
