Astronomowie używający teleskopu Keck I na Hawajach dowiadują się znacznie więcej o dziwnym, termicznym „gorącym punkcie” na Saturnie, który znajduje się na końcu bieguna południowego planety. W tym, co zespół nazywa najostrzejszymi widokami termicznymi Saturna, jakie kiedykolwiek zrobiono z ziemi, nowy zestaw zdjęć w podczerwieni sugeruje ciepły wir wirowy na biegunie południowym Saturna - pierwszy w historii odkryty w Układzie Słonecznym. W tej ciepłej czapce polarnej znajduje się wyraźny zwarty punkt zapalny, który, jak się uważa, zawiera najwyższe zmierzone temperatury na Saturnie. Artykuł ogłaszający wyniki pojawi się w czwartym numerze „Science”.
„Wir wirowy” to trwały, wielkoskalowy wzór pogodowy, podobny do strumienia odrzutowego na Ziemi, który występuje w górnej atmosferze. Na Ziemi Arktyczny Wir Polarny znajduje się zwykle nad wschodnią Ameryką Północną w Kanadzie i przenosi zimne powietrze artykularne na Równiny Północne w Stanach Zjednoczonych. Antarktyczny wir ziemski Ziemi, wyśrodkowany na Antarktydzie, jest odpowiedzialny za zatrzymywanie powietrza i tworzenie niezwykłej chemii, takiej jak efekty, które tworzą „dziurę ozonową”. Wiry polarne znajdują się na Ziemi, Jowiszu, Marsie i Wenus i są zimniejsze niż ich otoczenie. Ale nowe zdjęcia z Obserwatorium W. M. Kecka pokazują pierwsze oznaki wiru polarnego w znacznie wyższych temperaturach. A cieplejszy, zwarty obszar na samym słupie jest dość niezwykły.
„W tej ziemskiej atmosferze nie ma nic takiego jak ta kompaktowa ciepła czapka” - powiedział dr Glenn S. Orton z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie i główny autor artykułu opisującego wyniki. „Meteorolodzy wykryli nagłe ocieplenie bieguna, ale na Ziemi efekt ten jest bardzo krótkotrwały. To zjawisko na Saturnie trwa dłużej, ponieważ widzimy ślady tego w naszych danych od co najmniej dwóch lat. ”
Łamigłówka nie polega na tym, że biegun południowy Saturna jest ciepły; w końcu został wystawiony na 15 lat ciągłego światła słonecznego, które właśnie osiągnęło przesilenie letnie pod koniec 2002 roku. Ale zarówno wyraźna granica ciepłego wiru polarnego około 30 stopni szerokości geograficznej od bieguna południowego, jak i bardzo gorąca „końcówka” w prawo na biegunie były zupełnie nieoczekiwane.
? Jeśli podwyższone temperatury na południu wynikają wyłącznie z sezonowości, temperatura powinna stopniowo rosnąć wraz ze wzrostem szerokości geograficznej, ale tak nie jest? dodał dr Orton. „Widzimy, że temperatura gwałtownie wzrasta o kilka stopni w pobliżu 70 stopni na południe i ponownie w 87 stopniach na południe.
Nagłe zmiany temperatury mogą być spowodowane koncentracją cząstek absorbujących światło słoneczne w górnej atmosferze, które zatrzymują ciepło w stratosferze. Ta teoria wyjaśnia, dlaczego gorący punkt wydaje się ciemny w świetle widzialnym i zawiera najwyższe zmierzone temperatury na planecie. Jednak to nie wyjaśnia, dlaczego same cząstki są ograniczone do ogólnej południowej części Saturna, a szczególnie do zwartego obszaru w pobliżu końca południowego bieguna Saturna. Wymuszone obniżenie ciśnienia względnie suchego powietrza wyjaśniłoby ten efekt, co jest zgodne z innymi obserwacjami chmur troposferycznych, ale potrzeba więcej obserwacji.
Więcej szczegółów może pochodzić ze spektrometru na podczerwień podczas wspólnej misji Cassini NASA / ESA, która obecnie okrąża Saturna. Kompozytowy spektrometr w podczerwieni (CIRS) mierzy ciągłe informacje spektralne obejmujące te same długości fal co obserwacje Keck, ale oczekuje się, że dwa eksperymenty będą się wzajemnie uzupełniać. Od marca do maja 2005 r. Instrument CIRS na Cassini po raz pierwszy będzie mógł szczegółowo przyjrzeć się regionowi południowemu. Odkrycie gorącego punktu na biegunie południowym Saturna skłoniło zespół naukowy CIRS, z których jednym jest dr Orton, do poświęcenia więcej czasu na przyglądanie się temu obszarowi.
„Jednym z oczywistych pytań jest to, czy biegun północny Saturna jest anomalnie zimny i czy powstał tam zimny wir polarny? dodał Dr.? To pytanie, na które można odpowiedzieć tylko w ramach eksperymentu Cassini CIRS w najbliższym czasie, ponieważ tego regionu nie można zobaczyć z Ziemi za pomocą instrumentów naziemnych. ”
Obserwacje Saturna wykonano w trybie obrazowania spektrometru Keck Long Wavelength Spectrum (LWS) 4 lutego 2004 r. Obrazy uzyskano przy 8,00 mikronów, który jest wrażliwy na emisję metanu w stratosferze, a także przy 17,65 i 24,5 mikrona, który jest wrażliwy do temperatur na różnych warstwach w górnej troposferze Saturna. Pełny obraz planety został mozaikowany z wielu zestawów indywidualnych ekspozycji.
Przyszłe prace obserwujące Saturna będą obejmowały więcej obrazów termowizyjnych Saturna w wysokiej rozdzielczości, szczególnie ze względu na fakt, że większy obszar wiru polarnego może się zmienić w ciągu najbliższych kilku lat. Zespół odkrył również inne zjawiska, które mogą być zależne od czasu i najlepiej charakteryzują się instrumenty obrazujące w Keck, takie jak seria wahań temperatury wschód-zachód, najbardziej widocznych w pobliżu 30 stopni na południe. Efekty te wydają się być niezwiązane z niczym we względnie pozbawionym cech systemie widzialnym chmur Saturna, ale zmienność przypomina fale temperaturowe wschód-zachód w Jowiszu, które poruszają się bardzo wolno w porównaniu z szybkimi strumieniami śledzonymi przez ruchy chmur.
Finansowanie tych badań zapewniło Biuro Nauk Kosmicznych i Zastosowań NASA, Planetary Astronomy Discipline oraz projekt NASA Cassini. Misja Cassini-Huygens to wspólny projekt NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i Włoskiej Agencji Kosmicznej. Jet Propulsion Laboratory, oddział California Institute of Technology w Pasadenie, zarządza misją Cassini-Huygens dla Dyrekcji Misji Naukowej NASA, Waszyngton, D.C.
W.M. Obserwatorium Keck jest prowadzone przez California Association for Research in Astronomy, non-profit partnerstwo naukowe z California Institute of Technology, University of California i NASA.
Oryginalne źródło: W.M. Komunikat prasowy Keck
