Gigantyczne burze na Saturnie pozostawiają ślady amoniaku w niższych warstwach atmosfery, które utrzymują się przez wieki po tym, jak burza wybuchła.
Co dekadę lub dwie Saturn generuje naprawdę potężną burzę. Wiatry wieją z prędkością do tysiąca mil na godzinę, chmury burzowe owijają się wokół całej planety, a grad złożony z amoniaku opada w dół. Burza ostatecznie ucichła po ponad sześciu miesiącach, ale jej wpływ na atmosferę Saturna będzie trwał znacznie dłużej, zgodnie z ostatnimi badaniami przeprowadzonymi przez planetologa z University of Michigan. Cheng Li i koledzy. Niedawno odkryli, że gigantyczne burze Saturna przenoszą opary amoniaku głęboko w atmosferę planety, gdzie mogą pozostawać przez wieki, jak odcisk palca oznaczający przejście burzy.
Lee i współpracownicy opublikowali swoje badania w dzienniku Postęp nauki.
Potężny sztorm wirujący w atmosferze północnej półkuli Saturna przechodzi sam siebie, otaczając planetę na tym prawdziwie kolorowym zdjęciu z sondy kosmicznej Cassini należącej do NASA.
Uniwersalne archiwum historii/Globalna kolekcja obrazów/Getty Images
Jak gigantyczne burze zostawiają ślady na niebie
Górna chmura Saturna składa się głównie z amoniaku (atom azotu związany z trzema atomami wodoru), unoszącego się w atmosferze wodoru. Na głębszych, cieplejszych wysokościach chmury składają się głównie z wody. Ale w danych z radioteleskopu Very Large Array Li i jego współpracownicy wykryli emisje radiowe z łat amoniaku uwięzionych w niższych warstwach atmosfery Saturna, gdzie normalnie nie powinno ich być.
Amoniak był nie na miejscu, dryfując na 43 stopniach szerokości geograficznej północnej, gdzie sonda Cassini (RIP) NASA widziała gigantyczną burzę obejmującą całą planetę w 2010 roku (wiatry Saturna wieją głównie na wschodzie i zachodzie, dlatego gigantyczne burze są zwykle długie i wąskie… i dlaczego dziwne cechy atmosfery zwykle pozostają na tej samej szerokości geograficznej, na której się zrodziły).
Burza trwała nieco ponad sześć miesięcy, a Lee i jego współpracownicy twierdzą, że przeniosła amoniak z chmur na dużych wysokościach do niższych warstw atmosfery – gdzie jest teraz uwięziony.
Korzystając z danych VLA, Lee i jego współpracownicy odkryli kilka innych warstw amoniaku w niższych warstwach atmosfery Saturna. Zbiegło się to głównie z szerokościami geograficznymi pięciu innych potężnych burz, które astronomowie obserwowali na orbicie Saturna od 1876 roku. Oznacza to, że niektóre obłoki amoniaku były uwięzione w niższych warstwach atmosfery Saturna przez prawie 120 lat.
Jedna plama amoniaku, którą zauważył Lee i jego współpracownicy, nie pasuje do żadnej z zarejestrowanych burz, więc może mieć ponad 150 lat: mętny odcisk burzy, której nigdy nie widziano ludzkimi oczami.
Mushballs to najdziwniejsze i najbardziej niesamowite opady atmosferyczne
Częściowym wyjaśnieniem może być to, co Lee i jego współpracownicy nazywają kulkami naleśnikowymi: małe kulki śniegu z płynną mieszanką amoniaku i wody w środku (jak Gushers, z wyjątkiem smaków i trucizny). Kule grzybów spadają z chmur burzowych do wyższych szczebli superburz na Saturnie, przenosząc amoniak głębiej do atmosfery.
To sztucznie pokolorowane zdjęcie wykonane przez sondę kosmiczną NASA Voyager 1 ukazuje szczegółowo chmury Saturna.
NASA
Po burzy górna atmosfera pozostaje przez chwilę ciepła; Jest też sucho, po tym jak wrzuciłem dużo amoniaku do mojej salwy kulek grzybowych. Przez pewien czas górne warstwy atmosfery są znacznie cieplejsze niż warstwy poniżej, a to ciepłe, suche powietrze działa jak koc, utrzymując chmury amoniaku uwięzione w warstwie poniżej.
Nawet burza tak masywna i potężna jak burze węzłowe Saturna nie może na zawsze pozostawić śladów w chmurach. W końcu turbulencje atmosfery Saturna spowodują, że gorące powietrze burzy zmiesza się z chłodniejszym powietrzem z innych szerokości geograficznych, a gromadzące się w pułapce chmury amoniaku będą mogły swobodnie się unosić. W końcu nadejdzie kolejna burza.
Dokąd idziemy stąd?
Kiedy Lee i jego współpracownicy badali obszary uwięzionego amoniaku pozostawionego przez gigantyczne burze na Saturnie, zauważyli, że każdy „ślad” ma tendencję do dzielenia się na dwie części. Jedna plama amoniaku dryfuje na północ od szerokości geograficznej burzy, podczas gdy druga na południe. Jest to jedna z rzeczy, które chcą zbadać bardziej szczegółowo w przyszłych obserwacjach.
Trudno przewidzieć pogodę na Ziemi, nie mówiąc już o obcym świecie tak niespokojnym jak Saturn, ale historia sugeruje, że kolejna gigantyczna burza powinna wybuchnąć i ogarnąć planetę w ciągu najbliższych 10 do 20 lat. Kiedy tak się stanie, Lee i jego koledzy mają nadzieję, że astronomowie i planetolodzy zbadają, jak rozwija się burza i co dzieje się z atmosferą Saturna w jej następstwie.
Tymczasem zespół planuje przyjrzeć się południowej półkuli Saturna w 2025 roku. Dane VLA, które Li i współpracownicy wykorzystali w swoich ostatnich badaniach, obejmują tylko północną półkulę planety, ponieważ w tej chwili nachylenie osi Saturna oznacza, że półkula południowa jest strasznie ukryta. Za kultowymi pierścieniami planety. Do 2025 roku Saturn znajdzie się w innym punkcie swojej orbity, a teleskopy na Ziemi będą mogły zobaczyć półkulę południową.
Wszystkie gigantyczne burze, które astronomowie zaobserwowali do tej pory, miały miejsce na północnej półkuli planety, więc Lee i jego koledzy spodziewają się, że jeśli mają rację, nie powinni widzieć żadnych uwięzionych plam amoniaku na południu.
