Saturn: Super-storm genereert "baken"

De eerste gecombineerde infraroodlook van Cassini en VLT onthult unieke atmosferische details

Saturnus in zichtbaar licht, de troposfeer in het infrarood en de straosfeer in het infrarood. In het laatste geval kan een warme plek worden gezien als een heldere plek. © ESO / Fletcher
voorlezen

Het gebeurt slechts om de 30 jaar - maar deze keer staan ​​de planetaire onderzoekers "op de eerste rij": op Saturnus woedt er al zeven jaar een gigantische storm die de hele atmosfeer van de Ringplaneet in beroering brengt. Met behulp van de Saturn-sonde Cassini en observaties van de aarde hebben onderzoekers nu unieke inzichten verkregen in de dramatische gebeurtenissen. Zoals ze in "Science" rapporteren, ontdekten ze ook raadselachtige temperatuurschommelingen in de stratosfeer van de planeet, die in het infrarood verschijnen als een "baken".

De atmosfeer van de planeet Saturnus is meestal rustig. Maar ongeveer elke 30 aardse jaren - eenmaal per Saturnusjaar - raakt de atmosfeer van Saturnus in beroering: in de onderste wolkenlagen van de planeet ontstaat een verstoring die zo sterk wordt dat het de hele planeet beïnvloedt. Het fenomeen doet zich alleen voor op het noordelijk halfrond, waar de lente momenteel de overhand heeft. De meest recente dergelijke storm werd voor het eerst gedetecteerd door een radiogolfdetector op het ruimtevaartuig Cassini, dat sinds 2004 in een baan rond Saturnus is.

Nu heeft een internationaal team van astronomen de storm onder de loep genomen met de VISIS-infraroodcamera op de Very Large Telescope (VLT) van de ESO en de Composite Infrared Spectrometer (CIRS) aan boord van Cassini. De gigantische turbulentie is al de zesde van deze soort, die sinds 1876 is waargenomen. De observatiemogelijkheden zijn echter nog nooit zo gunstig geweest als nu:

Uitbraak van helder lichtgevend wolkenmateriaal

"De verstoring heeft geleid tot een enorme, gewelddadige en complexe uitbarsting van fel gloeiend wolkenmateriaal op het noordelijk halfrond van Saturnus, dat zich nu heeft verspreid over de hele planeet", legt Leigh Fletcher van Oxford University uit. "We hadden een geweldige kans om de storm tegelijkertijd met de VLT en met Cassini te bekijken. Alle eerdere onderzoeken van dergelijke stormen hebben alleen zichtbaar licht gedetecteerd, namelijk het zonlicht dat wordt gereflecteerd door Saturnus. Met behulp van thermische straling konden we deze keer veel dieper in de atmosfeer kijken en de ernstige temperatuurveranderingen en windsnelheden van de storm meten. "

Warme gasmassa's stijgen op

De storm ontstaat waarschijnlijk in laag liggende wolken waterdamp. Net als bij een traditionele onweersbui is er een sterke luchtstroom, net zoals de warme lucht in een verwarmde ruimte stijgt, duwen warmere gasmassa's uit diepere lagen van de atmosfeer van Saturnus omhoog en dringen de anders rustige buitenste atmosfeerlagen binnen. De enorme verstoringen staan ​​in wisselwerking met de heersende oost-westelijke en west-westelijke windstromingen en leiden tot merkbare temperatuurveranderingen in de bovenste lagen. tonen

Onze waarnemingen hebben aangetoond dat de storm een ​​duidelijk aantoonbare invloed heeft op de hele atmosfeer van Saturnus. Energie wordt vrijgegeven en getransporteerd langs de gasmassa's over lange afstanden. Daarbij worden de normaal heersende windstromen veranderd, waardoor meanderende jet streams en enorme wervelingen ontstaan. Dit zal ook de seizoensgebonden evolutie van de atmosfeer van Saturnus verstoren, "voegde Glenn Orton van het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, VS, een ander lid van het team toe.

"Beacon" in de stratosfeer

De nieuwe beeldgegevens van het VLT-instrument VISIR laten enkele onverwachte verschijnselen zien, waaronder verschijnselen, die de wetenschappers stratosph rische Leuchtfe hebben genoemd. Dit zijn hoge temperatuurschommelingen hoog in de stratosfeer van Saturnus, die zich ongeveer 250 tot 300 kilometer boven de bewolking van de lagere atmosferische lagen bevinden en dus laten zien tot welke grote hoogte de gevolgen van de storm zijn voldoende. De temperatuur in de stratosfeer van Saturnus is normaal gesproken ongeveer -130 ° C in deze tijd van het jaar; de bakens zijn 15 tot 20 graden warmer.

Volledig onzichtbaar in zichtbaar licht, stralen de bakens voor VISIR in het midden-infrarood hoger uit dan de gehele resterende straling van de planeet. Omdat ze nog nooit eerder zijn gezien, weten de planetologen niet zeker of de bakens regelmatig in dergelijke stormen voorkomen. "Natuurlijk zetten we onze observaties van dit waarschijnlijk unieke evenement voor onze generatie voort", legt Fletcher uit. (Wetenschap, 2011; DOI: 10.1126 / science.1204774)

(ESO, 20.05.2011 - NPO)