Saturn ‘ s hexagon fra CassiniPhoto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Sidder oven på Saturns nordpol er en af de Solar System ‘ s mest markante vejr mønstre: en roterende, farve-skiftende sekskant lidt bredere end Jorden. En ny undersøgelse viser, at der er en anden sekskant direkte på toppen af det første—og det er mærkeligt.
Saturn ‘ s hexagon har været synligt for enhver-sonde, der har besøgt planeten, herunder Voyager, Hubble, og Cassini, men dets struktur er noget af et mysterium. I 2016, astronomer bemærket, at den sekskant, der havde ændret sig i hue, fra blå til guld. Nye observationer viser fortsat, at der er en masse, som forskerne ikke ved om Saturn og dens sekskant.
“Vi ser, at det går lige op i stratosfæren en lang, lang vej. Det er uventet,” Glenn Orton, en af undersøgelsens forfattere, og en fysiker ved NASA ‘ s Jet Propulsion Laboratory, fortalte Gizmodo. “Jeg formodes at være klog om dynamikken, men jeg er på et tab som til, hvordan det kan opretholde sig selv, at høje.”
Forskerne satte sig for at studere den Nordlige Polar-Stratosfæriske Vortex (NPSV). Dette er en hvirvlende funktion, der danner i løbet af Saturns foråret og sommeren i stratosfæren, det lag, der er over skytoppene, og forsvinder i løbet af vinteren. Den NPSV bringer varmere temperaturer og øget tilstedeværelse af kulbrinter, molekyler lavet af hydrogen og carbon som metan. Men Cassini ‘ s Composite Infrared Spectrometer viste “en betydelig overraskelse,” ifølge den rapport, der blev offentliggjort i denne uge i Nature Communications.
Den NPSV havde en sekskant-formet grænse, der lignede nøjagtigt de kendte vedvarende sekskant i det laveste niveau af Saturns atmosfære. På en eller anden måde, under Saturns svarer til foråret og sommeren, den proces, der skaber sin sekskant ser ud til at påvirke molekylerne langt over skytoppene og får sekskant til at udvide 300 kilometer (180 km) opad.
Temperatur kort af Saturns nordlige stratosphere påvise en klar sekskantet form nye, der passer til sekskanten på planetens overflade.Grafik: Fletcher et al (Nature Communications 2018)
Forskere mener, at den velkendte hexagon struktur kommer fra Rossby bølger, større bevægelser af hele strukturen af planetens gas, snarere end den bevægelse af gas molekyler sig selv, ligesom Jordens bugtende jet stream, der er forårsaget af jordens rotation.
Med hensyn til, hvordan den nyligt opdagede, højere-sekskant former, enten det danner adskilt fra den nederste sekskant, eller på en eller anden måde, at der er interaktion mellem to lag af Saturns atmosfære, der producerer en enorm enkelt hexagon struktur. De to lag, der normalt ikke kan kommunikere, og bølger, der rejser mellem de to, ville det betyde, at en sekskant ville ikke helt tilpasse med de andre—og alligevel, den observationer viser, tilpasset sekskanter. Måske Rossby bølger er lige stærk nok til at efterlade et aftryk på stratosphere.
Der er stadig en masse at lære om vortex. Composite Infrared Spectrometer om bord Cassini ikke kunne studere planetens nordpol, indtil temperaturen var varm nok, så det nordlige vinteren sluttede (Saturn år varer 30 jordår). Observationer begyndte i 2013 og afsluttes, når Cassini kastet ud i planet i 2017. Vortex vil fortsætte med at udvikle sig, indtil planeten er efteråret equinox i 2024, ifølge en pressemeddelelse fra den Europæiske rumorganisation.
Astronomer har kendt til Saturn ‘ s hexagon for en kortere periode end, at sige, Jupiters Store Røde Plet. “Det er muligt, at vi ikke har observeret det længe nok til at se, ændre,” Orton sagde, “Så vi skal nok lige holde udkig.”
[Nature Communications]