Pamiętasz wielką burzę, która wybuchła na Saturnie pod koniec 2010 roku? Była to jedna z największych burz, jakie kiedykolwiek zaobserwowano na planecie z pierścieniami, i była nawet widoczna z Ziemi w amatorskich teleskopach. Jest to pierwsze wykrycie lodu wodnego na Saturnie, obserwowane przez instrumenty bliskiej podczerwieni na statku kosmicznym Cassini.
„Nowe odkrycie Cassini pokazuje, że Saturn może wydobywać materiał z odległości ponad 100 mil [160 kilometrów]” - powiedział Kevin Baines, współautor artykułu, który pracuje na University of Wisconsin-Madison i NASA Jet Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia: „To pokazuje w bardzo realnym sensie, że zwykle wyglądający na skromnego Saturn może być równie wybuchowy, a nawet bardziej niż zwykle burzliwy Jowisz.”
Podczas gdy księżyce Saturna mają dużo lodu wodnego, Saturn jest prawie całkowicie wodorem i helem, ale zawiera śladowe ilości innych chemikaliów, w tym wody. Kiedy patrzymy na Saturna, faktycznie widzimy górne szczyty chmur atmosfery Saturna, które są zbudowane głównie z zamrożonych kryształów amoniaku.
Pod tą górną warstwą chmur astronomowie sądzą, że jest niższy pokład chmur wykonany z wodorosiarczku amonu i wody. Astronomowie myśleli, że jest tam woda, ale nie bardzo, a na pewno nie lód.
Ale burza w latach 2010-2011 wydaje się zaburzać różne warstwy, podnosząc parę wodną z dolnej warstwy, która skropliła się i zamarła w miarę wzrostu. Autorzy stwierdzili, że kryształy lodu wodnego pokrywają się bardziej lotnymi materiałami, takimi jak wodorosiarczek amonu i amoniak, wraz ze wzrostem temperatury.
„Woda mogła unosić się tylko z dołu, napędzana w górę przez potężną konwekcję pochodzącą głęboko z atmosfery”, powiedział Lawrence Sromovsky, również z Uniwersytetu Wisconsin, który kieruje zespołem badawczym. „Para wodna skrapla się i zamarza wraz ze wzrostem. Następnie najprawdopodobniej zostaje pokryty bardziej lotnymi materiałami, takimi jak wodorosiarczek amonu i amoniak, wraz ze wzrostem temperatury.
Wielkie burze pojawiają się na półkuli północnej Saturna co około 30 lat lub mniej więcej raz na rok Saturna. Pierwsza wskazówka ostatniej burzy pojawiła się po raz pierwszy w danych z podsystemu radiowego i fal plazmy Cassiniego 5 grudnia 2010 r. Wkrótce potem można ją było zobaczyć na zdjęciach astronomów amatorów i podsystemu obrazowania Cassini. Sztorm szybko urósł do rozmiarów burzy, okrążając planetę na około 30 stopni szerokości geograficznej północnej na przestrzeni prawie 300 000 km (190 000 mil).
Badacze zbadali dynamikę tej burzy i zdali sobie sprawę, że działała ona jak znacznie mniejsze burze konwekcyjne na Ziemi, gdzie powietrze i para wodna są wypychane wysoko do atmosfery, czego skutkiem są wysokie, kłębiące się chmury burzy. Jednak wysokie chmury podczas burz Saturna tego typu były od 10 do 20 razy wyższe i obejmowały znacznie większy obszar. Są również znacznie bardziej gwałtowne niż burza na Ziemi, a modele przewidują wertykalne wiatry o prędkości ponad około 300 mil na godzinę (500 kilometrów na godzinę) w przypadku tych rzadkich gigantycznych burz.
Zdaniem zespołu zdolność burzy do zrzucania lodu wodnego z dużych głębokości jest dowodem jej wybuchowej mocy.
Ich badania zostaną opublikowane w czasopiśmie Icarus z 9 września.
Źródła: University of Wisconsin-Madison, JPL
