HVORDAN ER VEJRET I SATURN?

Send

Velkommen tilbage til vores planetære vejrserie! Dernæst kigger vi på den ringede skønhed, Saturn!

Saturn er berømt for mange ting. Bortset fra sit ringsystem, som er det mest synlige og smukke af enhver gasgigant, er det også kendt for sit omfattende månesystem (det næststørste i solsystemet bag Jupiter). Og så er der dens båndede udseende og guldfarve, som er resultatet af dets særegne sammensætning og vedvarende vejrmønstre.

Ligesom Jupiter er Saturns vejrsystemer kendt for at være særlig ekstreme, hvilket giver anledning til funktioner, der kan ses fra store afstande. Det er høje vinde, der med jævne mellemrum skaber massive ovale forme storme, jetstrømme, orkaner og hexagonale bølgemønstre, der er synlige i både de nordlige og sydlige polare regioner.

Saturns atmosfære:

Den ydre atmosfære af Saturn indeholder 96,3% molekylært brint og 3,25 volumenprocent helium. Gasgiganten er også kendt for at indeholde tungere elementer, skønt andelen af disse i forhold til brint og helium ikke er kendt. Det antages, at de ville matche den oprindelige overflod fra dannelsen af solsystemet.

Spormængder af ammoniak, acetylen, ethan, propan, phosphin og methan er også blevet påvist i Saturns atmosfære. De øverste skyer er sammensat af ammoniakkrystaller, mens skyerne på lavere niveau ser ud til at bestå af enten ammoniumhydrosulfid (NH₄SH) eller vand. Ultraviolet stråling fra solen forårsager metanfotolyse i den øvre atmosfære, hvilket fører til en række carbonhydridkemiske reaktioner med de resulterende produkter ført nedad ved hvirvler og diffusion.

Saturns atmosfære udviser et båndmønster, der ligner Jupiters, men Saturns bands er meget svagere og bredere nær ækvator. Som med Jupiters skylag, er de opdelt i de øverste og nedre lag, som varierer i sammensætning baseret på dybde og tryk. I de øverste skylag med temperaturer i intervallet 100-160 K og tryk mellem 0,5 og 2 bar består skyerne af ammoniakis.

Tilstedeværelsen af brintgas resulterer i skyer med dyprødt. Disse er imidlertid skjult af ammoniakskyer, der er tættere på den ydre kant af atmosfæren og dækker hele planeten. Eksponering af denne ammoniak for solens ultraviolette stråling får den til at vises hvid. Kombineret med sine dybere røde skyer resulterer dette i, at planeten har en lys guldfarve.

Vandisskyer begynder på et niveau, hvor trykket er ca. 2,5 bar og strækker sig ned til 9,5 bar, hvor temperaturerne spænder fra 185-270 K. Blandet i dette lag er et bånd af ammoniumhydrosulfidis, der ligger i trykområdet 3-6 bar med temperaturer på 290–235 K. Endelig indeholder de nedre lag, hvor trykket er mellem 10-20 bar og temperaturerne 270–330 K, et område med vanddråber med ammoniak i en vandig opløsning.

Great White Spot:

Lejlighedsvis udstiller Saturns atmosfære langvarige ovaler, svarende til det, der ofte ses på Jupiter. Mens Jupiter har den store røde plet, har Saturn med jævne mellemrum det, der er kendt som den store hvide plet (alias Great White Oval). Dette unikke, men kortvarige fænomen forekommer en gang hvert Saturnian år, omtrent hvert 30. Jordår, omkring tidspunktet for den nordlige halvkugles sommersolværk.

Disse pletter kan være flere tusinder af kilometer brede og er blevet observeret i 1876, 1903, 1933, 1960 og 1990. Siden 2010 er der observeret et stort bånd af hvide skyer kaldet den nordlige elektrostatiske forstyrrelse, der indhyllede Saturn, der blev opdaget af Cassini-rumsonde. Hvis de storme med jævne mellemrum opretholdes, forekommer en anden i omkring 2020.

Meteorologiske fænomener:

Vindene på Saturn er den næsthurtigste blandt solsystemets planeter, efter Neptunes. Dette skyldes delvis Saturns høje rotationshastighed - som er 9,87 km / s (6,13 mi / s), hvilket fungerer til 35.500 km / t (22.058,7 mi / t). Med denne hastighed tager det planeten kun 10 timer og 33 minutter at rotere en gang på sin akse. På grund af, at det er en gasgigant, er der en forskel mellem rotationen af dens atmosfære og dens kerne.

Data indhentet af Voyager 1 og 2 missioner indikerede højeste østlige vind på 500 m / s (1800 km / t). Saturns nordlige og sydlige pol har også vist tegn på stormvejr. Ved nordpolen har dette form af et sekskantet bølgemønster, hvorimod syd viser tegn på en massiv jetstrøm.

Det vedvarende hexagonale bølgemønster omkring nordpolen blev først bemærket i Voyager billeder. Hexagonens sider er hver ca. 13.800 km (8.600 mi) lange (hvilket er længere end jordens diameter), og strukturen roterer med en periode på 10 t 39m 24s, hvilket antages at være lig med rotationsperioden på Saturns interiør.

Sydpolvirvlen blev i mellemtiden først observeret ved hjælp af Hubble-rumteleskopet. Disse billeder indikerede tilstedeværelsen af en jetstrøm, men ikke en hexagonal stående bølge. Disse storme skønnes at generere vinde på 550 km / t, er sammenlignelige i størrelse med Jorden og antages at have foregået i milliarder af år.

I 2006 observerede Cassini-rummet en orkanlignende storm, der havde et klart defineret øje. Sådanne storme var ikke blevet observeret på nogen anden planet end Jorden - heller ikke på Jupiter. Denne storm syntes at være forårsaget af varme, der blev genereret i dybderne i det varme indre af Saturn, som så slap ud til den øverste atmosfære og undslap planeten.

Saturn er også blevet kendt for sin “streng med perler” -funktion, der blev fanget af Cassinis visuelle og infrarøde kortlægningsspektrometer i 2006. Denne funktion, der optrådte i dets nordlige breddegrader (og ikke er set på nogen anden gasgigant) er en række skyklaringer med regelmæssige mellemrum, der viser, hvordan Saturns atmosfære er oplyst af sin egen indre, termiske glød.

Så hvordan er vejret på Saturn? Temmelig voldelig og stormfuld! Og ikke overraskende i betragtning af planetens masse, sammensætning, stærke tyngdekraft og hurtige rotation. Gør dig tilfreds med at vi lever på Jorden, hvor Jorden er (relativt set) temmelig rolig og kedelig!

Vi har skrevet mange interessante artikler om planetarisk vejr her på Space Magazine. Her er hvordan er vejret på Merkur?, Hvordan er vejret på Venus?, Hvordan er vejret på Mars?, Hvordan er vejret på Jupiter ?, hvordan er vejret på Uranus? og hvordan er vejret på Neptune?

For mere information, se NASAs solsystemundersøgelse - Saturn og fakta om Saturn fra rumfakta.

Astronomy Cast har indspillet nogle interessante episoder om emnet. Her er afsnit 59: Saturn og afsnit 61: Saturns måner.

Kilder: