Obrazový kredit: NASA
Když kosmická loď Voyager zazipovala kolem Saturn v letech 1980/81, sledovaly prstencové planety rovníkové větry rychlostí 1700 km / h. Ačkoli se rovníkové větry zpomalily, ostatní proudy dále od rovníku stále pohybují stejnou rychlostí. To vedlo astronomy k přesvědčení, že zpomalení má něco společného se změnou ročních období na Saturn.
Saturn, jedna z největrnějších planet, nedávno zaznamenala neočekávanou a dramatickou změnu počasí: její rovníkové větry během letových kosmických letů Voyager v letech 1980–180 klesly z rychlých 1700 km / h na skromné 990 km / h od roku 1996 do 2002. Toto zpomalení ve větru bylo zjištěno španělsko-americkým týmem vědců, včetně Richarda Frencha z Wellesley College v Massachusetts, který ohlásil svá zjištění v čísle časopisu Nature, 5. června. (5. června 2003, svazek 423, str. 623-625)
Vědci (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas a R. Hueso z Universidad Pais Vasco v Bilbau ve Španělsku a francouzština z Wellesley College používají snímky z Hubbleova kosmického dalekohledu (HST). ), změřily pohyby cloudových prvků a bouřkových systémů na prstencové obří planetě.
„Jednou z hlavních záhad v atmosférických vědách je to, že obří planety Jupiter a Saturn - obrovské koule složené převážně z vodíku a hélia - mají střídavé vzorce východo-západních větrů, které se mění podle směru zeměpisné šířky,“ vysvětluje francouzština. "Na rozdíl od větru na pozemských planetách, jako je Země, které jsou poháněny primárně slunečním světlem, mají větry na obřích planetách další zdroj energie v žáru, který uniká z jejich hlubokých vnitřků." Přestože síla tohoto vnitřního tepla je pouhým zlomkem slunečního světla na Zemi, větry obřích planet jsou desetkrát intenzivnější než pozemní větry. “
Role těchto vnitřních zdrojů energie při udržování těchto silných větrů v obřích planetách a pochopení toho, proč je maximální rychlosti dosaženo na rovníku, představuje hlavní výzvy pro teorie atmosférického pohybu v planetách a hvězdách.
V současné době existují dvě zcela odlišná vysvětlení systému trysek na obřích planetách. V jednom extrému se předpokládá, že vítr se rozprostírá velmi hluboko do vnitřku planety, přičemž se pohání jejich teplem odposloucháváním tepla uvolněného z planety. Na druhém extrémě je atmosférická cirkulace modelována jako na pozemských planetách, poháněna slunečním teplem uloženým v mělké horní vrstvě atmosféry. Obě vysvětlení mají důležité nedostatky a ani jedno nemůže odpovídat za silné rovníkové větry.
Jedním ze způsobů, jak tyto modely vyzkoušet, je analyzovat dlouhodobé chování větrů měřením jejich citlivosti na změny množství slunečního světla způsobené sezónními účinky nebo jinými vlivy. Předchozí studie ukázaly, že větry Jupitera jsou poměrně stabilní a nejsou citlivé na sezónní změny, ale o Saturnovi bylo známo jen málo, jehož tlumené cloudové prvky jsou mnohem těžší měřit.
Španělsko-americký tým s využitím schopnosti širokoúhlé planetární kamery na palubě HST s vysokým rozlišením dokázal v Saturn sledovat dostatek cloudových prvků k měření rychlosti větru v širokém rozsahu zeměpisných šířek. Rovníkové větry měřené v letech 1996-2001 jsou jen o polovinu silnější, než bylo zjištěno v letech 1980-81, kdy kosmická loď Voyager navštívila planetu. Naproti tomu větrné trysky daleko od rovníku zůstaly stabilní a vykazovaly silnou hemisférickou symetrii, která se v Jupiteru nenašla.
Rozdílné chování Saturnových větrů by mohlo mít jednoduché vysvětlení, všimněte si vědců. Dlouhý sezónní cyklus v saturnské atmosféře (jeden saturnský rok je asi třicet pozemských let) a rovníkové stínění obřími prstenci planety by mohly způsobit náhlé zpomalení rovníkových větrů. Spíše než vázání na hluboký vnitřek Saturn, poháněné primárně vnitřním teplem, by rovníkové větry mohly být částečně jevem povrchového povrchu, ovlivňovaným také sezónními změnami slunečního světla. Saturnova rovníková oblast byla ve skutečnosti místem obřích bouřkových systémů, jaké byly pozorovány v letech 1990 a 1994. Tyto bouře mohly vyvolat silné dynamické změny, které pravděpodobně vedly k pozorovanému oslabení rovníkových větrů.
Další možností je, že větry měřené týmem jsou ve vyšších nadmořských výškách, kde je pravděpodobné, že se sníží rychlost. V článku Nature tým uvádí, že Saturnovy nerovníkové větry se během tohoto období nezměnily, v tomto ohledu připomínají Jupitera, což naznačuje, že tyto větry by mohly být hluboce zakořeněny.
Nová pozorování HST španělsko-americkým týmem jsou plánována na konec tohoto roku. Nová data a snímky s vysokým rozlišením, které mají být získány orbitální misí NASA-ESA Cassini, která má dorazit na Saturn v polovině roku 2004, jim umožní a dalším vědcům zjistit, zda aktuální větrný vzorec bude v průběhu kurzu přetrvávat nebo se bude měnit saturnova sezónního cyklu. V obou případech, poznamenává francouzština, „tyto výsledky budou důležitými testy našeho teoretického porozumění větrům na obřích planetách.“
Původní zdroj: Wellesley College News Release
