Nova študija, ki temelji na podatkih misije Cassini, razkriva nekaj presenetljivega v ozračju Saturna. O nevihti na severnem polu plinskega velikana vemo že desetletja, zdaj pa se zdi, da bi ta ogromna šesterokotna nevihta lahko bila visoka več sto kilometrov v višino, ki ima svoje podlago globoko v Saturnovi atmosferi.
Ko je Cassini leta 2004 prišel v Saturn, je bilo na južni polobli poletje, vesoljsko plovilo pa je na južnem polu našlo polarni vrtinec. Sčasoma je poletno poletje prispelo na severno poloblo in bili priča nastanku nevihte na Severnem polu. To je samo ponovno potrdilo tisto, kar poznamo od osemdesetih let, ko je misija Voyager proučevala Saturn in našla poletno neurje na Saturnovem severnem polu.
"Medtem ko smo pričakovali, da bomo na Saturnovem severnem polu videli nekaj vrtinca, ko je postajal toplejši, je njegova oblika res presenetljiva." - Leigh Fletcher, University of Leicester, Velika Britanija, glavni avtor.
Toda ta severna nevihta ima šestkotno, ne okroglo obliko, in ima enako šestkotno obliko kot nevihta globlje v Saturnovi atmosferi, ki jo je prvič našel Voyager. Vprašanje je, ali vidimo eno vihrajočo pošast nevihte? Ali dve ločeni nevihti, obe se tvorita v šesterokotni obliki?
"Zdi se, da so robovi tega novoodkritenega vrtinca šestkotni, natančno se ujemajo z znanim in bizarnim šestkotnim vzorcem oblaka, ki ga vidimo globlje v Saturnovi atmosferi," pravi Leigh Fletcher z univerze v Leicesteru v Veliki Britaniji, glavni avtor nove študije.
Ta video prikazuje šesterokotni vzorec oblaka globoko v Saturnovi atmosferi, ki ga je prvi odkril Voyager.
Znanstveniki, ki sodelujejo v misiji Cassini, so po pričakovanjih, ko bo poletje poletilo Saturna, na severnem polu v celoti pričakovali nevihto, vendar jih je ta oblika presenetila. "Ali se je šesterokotnik sprožil spontano in enakovredno na dveh različnih višinah, eno nižje v oblakih in visoko v stratosferi, ali je šesterokotnik v resnici stolpnica, ki sega v navpični razpon več sto kilometrov," je dejal Fletcher.
V središču te nove študije je Cassinijev kompozitni infrardeči spektrometer (CIRS). CIRS je te podatke zajemal med letoma 2010 in 2017, kar kaže na segrevanje Saturnove stratosfere iz visokega naklona orbite. Spodnja sestavljena slika prikazuje postopno segrevanje Saturnove stratosfere in postopno oblikovanje šesterokotne nevihte.
Prej v Cassinijevi misiji je bilo zgornje ozračje preprosto preveč hladno, da bi ga CIRS lahko opazil. Stratosfera je bila približno -158 Celzija, 20 stopinj prehladno za instrument. Toda leto Saturna je približno 30 let in leta 2009 se je severno polarno območje začelo segrevati. Približno leta 2014 je Cassinijev instrument CIRS lahko preučil zgornjo atmosfero.
„Eno Saturnovo leto traja približno 30 zemeljskih let, zato so zime dolge. Saturn se je iz globin severne zime začel pojavljati šele leta 2009 in se počasi segreval, ko se je severna polobla približala poletnemu času. " - soavtorica študije Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Francija.
"Z instrumentom CIRS smo lahko od leta 2014 prvič raziskali severno stratosfero," je dejal Guerlet. "Ko je polarni vrtinec postajal vedno bolj viden, smo opazili, da ima šesterokotne robove, in ugotovili, da vidimo obstoječi šesterokotnik na veliko večji nadmorski višini, kot smo mislili prej."
Študija kaže, da se polarna območja na Saturnu med seboj zelo razlikujejo. Ko je Cassini poleti v začetku svoje misije opazoval južno regijo, ni bilo vzorca šesterokotne nevihte. Severna nevihta je tudi hladnejša, manj zrela in njena dinamika je popolnoma drugačna. Za zdaj lahko znanstveniki le ugibajo, zakaj je tako.
"To bi lahko pomenilo, da obstaja osnovna asimetrija med Saturnovimi polovi, ki jih še ne razumemo, ali pa bi to lahko pomenilo, da se je severni polarni vrtinec še vedno razvijal v naših zadnjih opazovanjih in nadaljeval s tem po smrti Cassinija," je dejal Fletcher. Cassinijeva misija se je končala v "Grand Finale" septembra 2017, ko so vesoljsko plovilo namerno poslali, da se je potopil v atmosfero Saturna, da bi ga uničili.
Znanstveniki že dolgo preučujejo Saturnove vremenske vzorce in že dolgo vedo, da plast oblakov na planetu gosti večino vremena na planetu. Značilnosti severnega polarja je Voyager prvič opazil v osemdesetih letih prejšnjega stoletja in vemo, da je polarni šesterokotnik na severu dolgotrajna lastnost. Znanstveniki menijo, da je ta značilnost lahko povezana z vrtenjem planeta samega, podobno kot jet-tok tukaj na Zemlji.
Jasno je, da se moramo veliko naučiti o Saturnovem vzdušju. Malo je verjetno, da sta šesterokotna nevihta v stratosferi in šesterokotna nevihta globlje v ozračju ista nevihta. Veter se preveč spreminja skozi plasti atmosfere. Lahko pa bi jih povezali na drug način. Po raziskavi atmosferskih lastnosti v severnem območju so Fletcher in sodelavci ugotovili, da valovi, kot je šesterokotnik, ne bi smeli širiti navzgor in bi morali ostati ujeti v vrhovih oblakov. To je skozi postopek, ki se imenuje evanescenca. "Eden od načinov, da lahko valovanje" informacij "pušča navzgor, je s postopkom, imenovanim evanescenca, kjer moč vala razpada z višino, vendar je približno dovolj močna, da še vedno vztraja v stratosferi," razloži Fletcher.
Večja slika te študije je vprašanje, kako se energija prenaša skozi različne plasti atmosfere, kar še vedno razumemo tukaj na Zemlji. Če lahko razumemo, kako in zakaj ima Saturnov severni polarni vrtinec šestkotno obliko, bo osvetlil, kako pojavi globlje v atmosferi lahko vplivajo na okolje visoko zgoraj.
"Saturnov severni šesterokotnik je ikonična značilnost enega najbolj karizmatičnih članov Osončja, zato je zelo razburljivo odkriti, da ima še vedno velike skrivnosti," - Nicolas Altobelli, znanstvenik ESA projekta za misijo Cassini-Huygens.
Misija Cassini nam še vedno prikazuje stvari o Saturnu, tudi zdaj, ko je konec. Glede ekipe, ki stoji za to raziskavo, je grenko odkrivanje severnega šesterokotnika skoraj leto po koncu Cassinija. Fletcher pravi: „Preprosto moramo vedeti več. Zelo frustrirajoče je, da smo ta stratosferski šesterokotnik odkrili šele na koncu Cassinijeve življenjske dobe. "
