Obrazový kredit: NASA
Keď sa kozmická loď Voyager v rokoch 1980/81 zazipovala okolo Saturnu, sledovali prstencovité planéty rovníkové vetry rýchlosťou 1700 km / h. Aj keď sa rovníkové vetry spomalili, ďalšie prúdy ďalej od rovníka sa stále pohybujú rovnakou rýchlosťou. To viedlo astronómov k presvedčeniu, že spomalenie má niečo spoločné so zmenou ročných období v Saturn.
Saturn, jedna z naj vetrejších planét, nedávno zaznamenala neočakávanú a dramatickú zmenu počasia: jej rovníkové vetry ustupovali z prudkých 1700 km / h počas preletov kozmických lodí Voyager v rokoch 1980-81 na skromných 990 km / h od roku 1996 do 2002. Toto spomalenie vetra zistil španielsko-americký tím vedcov vrátane Richarda Frencha z Wellesley College v Massachusetts, ktorý svoje zistenia uviedol v čísle časopisu Nature z 5. júna. (5. júna 2003, zv. 423, s. 623-625)
Vedci (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas a R. Hueso z Universidad Pais Vasco v Bilbau v Španielsku a Francúzi z Wellesley College používajú snímky z Hubbleovho vesmírneho teleskopu (HST). ), zmerali pohyby mraku a búrkových systémov na obrie planéte.
„Jednou z hlavných tajomstiev atmosférických vied je skutočnosť, že obrovské planéty Jupiter a Saturn - obrovské sféry zložené prevažne z vodíka a hélia - majú striedajúci sa vietor od východu na západ, ktorý sa mení v smere na zemepisnú šírku,“ vysvetľuje francúzština. „Na rozdiel od vetrov na pozemských planétach, ako je Zem, ktoré sú poháňané predovšetkým slnečným žiarením, majú vetry na obrovských planétach dodatočný zdroj energie v teple unikajúcom z ich hlbokých vnútorných priestorov. Aj keď sila tohto vnútorného tepla je iba zlomkom slnečného žiarenia na Zemi, veľké vetry planét sú desaťkrát intenzívnejšie ako pozemské vetry. “
Úloha týchto vnútorných zdrojov energie pri udržiavaní týchto silných vetrov v obrovských planétach a pochopenie toho, prečo sa maximálna rýchlosť dosahuje na rovníku, predstavuje hlavné výzvy pre teórie atmosférického pohybu na planétach a hviezdach.
V súčasnosti existujú dve úplne odlišné vysvetlenia pre systém trysiek na obrovských planétach. V jednom extréme sa predpokladá, že vietor sa tiahne veľmi hlboko do vnútra planéty a využíva teplo uvoľnené z planéty, aby sa pohli ich pohybmi. Na druhom konci je atmosférická cirkulácia modelovaná ako na pozemských planétach, poháňaná slnečným teplom uloženým v plytkej hornej vrstve atmosféry. Obidve vysvetlenia majú dôležité nevýhody a ani jedno nemôže zodpovedať za silné rovníkové vetry.
Jedným zo spôsobov, ako testovať tieto modely, je analyzovať dlhodobé správanie vetra meraním ich citlivosti na zmeny v množstve slnečného svetla v dôsledku sezónnych účinkov alebo iných vplyvov. Predchádzajúce štúdie ukázali, že vetra Jupitera sú pomerne stabilné a nie sú citlivé na sezónne zmeny, ale o Saturnovi bolo známe len málo, ktorého tlmené oblaky sú oveľa ťažšie merateľné.
Španielsko-americký tím bol pomocou schopnosti širokoúhlej planetárnej kamery na palube HST vo vysokom rozlíšení schopný v Saturne sledovať dostatok oblakových prvkov na meranie rýchlosti vetra v širokom rozsahu zemepisných šírok. Rovníkové vetry merané v rokoch 1996 - 2001 sú iba o polovicu také silné, ako sa zistilo v rokoch 1980 - 81, keď kozmická loď Voyager navštívila planétu. Naopak, veterné prúdy ďaleko od rovníka zostali stabilné a vykazujú silnú hemisférickú symetriu, ktorá sa nenachádza v Jupitere.
Vedci poznamenali, že rozdielne správanie Saturnových vetrov môže mať jednoduché vysvetlenie. Dlhý sezónny cyklus v saturnovej atmosfére (jeden saturnský rok je asi tridsať suchozemských rokov) a rovníkové zatienenie obrovskými prstencami planéty by mohli byť príčinou náhlych spomalení v rovníkových vetroch. Namiesto toho, aby boli rovníkové vetry spojené s hlbokým vnútorným prostredím Saturn, ktoré bolo poháňané predovšetkým vnútorným teplom, mohli byť čiastočne povrchovým javom, ktorý bol ovplyvnený aj sezónnymi zmenami slnečného svetla. Saturnova rovníková oblasť je v skutočnosti umiestnením obrovských búrkových systémov, aké boli pozorované v rokoch 1990 a 1994. Tieto búrky mohli spôsobiť silné dynamické zmeny, čo pravdepodobne viedlo k pozorovanému oslabeniu rovníkových vetrov.
Ďalšou možnosťou je, že vietor meraný tímom je vo vyšších nadmorských výškach, kde je pravdepodobné, že vietor bude klesať rýchlosťou. V článku Príroda tím poznamenáva, že Saturnove nerovníkové vetry zostali počas tohto obdobia nezmenené, pripomínajúc v tomto ohľade Jupiter, čo naznačuje, že tieto vetry môžu byť hlbšie zakorenené.
Koncom tohto roku sa plánujú nové pozorovania španielskeho amerického tímu týkajúce sa HST. Nové údaje a zobrazovanie vo vysokom rozlíšení, ktoré má získať orbitálna misia NASA-ESA Cassini, ktorá má prísť na Saturn v polovici roku 2004, im umožní a ďalším vedcom zistiť, či súčasný model vetra bude v priebehu kurzu pretrvávať alebo sa bude meniť Saturnovho sezónneho cyklu. V oboch prípadoch poznamenáva francúzština: „tieto výsledky budú dôležitými testami nášho teoretického porozumenia vetrom na obrovských planétach.“
Pôvodný zdroj: Wellesley College News Release
