Astronomer, der bruger Keck I-teleskopet på Hawaii, lærer meget mere om et mærkeligt, termisk "hot spot" på Saturn, der er placeret ved spidsen af planetens sydpol. I hvad teamet kalder de skarpeste termiske udsigter over Saturn, der nogensinde er taget fra jorden, antyder det nye sæt af infrarøde billeder en varm polær virvel ved Saturns sydpol - den første, der nogensinde er blevet opdaget i solsystemet. Denne varme polarhætte er hjemsted for et distinkt kompakt hotspot, som menes at indeholde de højeste målte temperaturer på Saturn. Et papir, der annoncerer resultaterne, vises i 4. februar. Nummer af "Videnskab."
En "polær virvel" er et vedvarende, stort vejrmønster sammenlignet med en jetstrøm på Jorden, der forekommer i den øvre atmosfære. På jorden er Arctic Polar Vortex typisk placeret over det østlige Nordamerika i Canada og dypper kold kunstig luft til de nordlige sletter i USA. Jordens Antarktis Polar Vortex, der er centreret omkring Antarktis, er ansvarlig for at fange luft og skabe usædvanlig kemi, såsom effekterne, der skaber "ozonhullet." Polære virvler findes på Jorden, Jupiter, Mars og Venus og er koldere end deres omgivelser. Men nye billeder fra W. M. Keck-observatoriet viser det første bevis på en polær virvel ved meget varmere temperaturer. Og den varmere, kompakte region ved selve polen er ret usædvanlig.
”Der er intet som denne kompakte varme hætte i jordens atmosfære,” sagde Dr. Glenn S. Orton fra Jet Propulsion Laboratory i Pasadena og hovedforfatter af papiret, der beskriver resultaterne. ”Meteorologer har opdaget pludselig opvarmning af polen, men på Jorden er denne effekt meget kortvarig. Dette fænomen på Saturn er længerevarende, fordi vi har set antydninger til det i vores data i mindst to år. ”
Puslespillet er ikke, at Saturns sydpol er varm; når alt kommer til alt er den blevet udsat for 15 år med kontinuerligt sollys, lige efter at have nået sin sommersolstice i slutningen af 2002. Men både den distinkte grænse for en varm polær virvel omkring 30 graders breddegrad fra sydpolen og et meget varmt "tip" højre ved polen var helt uventet.
? Hvis de øgede sydlige temperaturer udelukkende er resultatet af sæsonbestemthed, bør temperaturen stige gradvist med stigende breddegrad, men det gør det ikke ,? tilføjede Dr. Orton. ? Vi ser, at temperaturen pludselig stiger med flere grader nær 70 grader syd og igen ved 87 grader syd.?
De pludselige temperaturændringer kan være forårsaget af en koncentration af sollysabsorberende partikler i den øverste atmosfære, der indfanger varme ved stratosfæren. Denne teori forklarer, hvorfor hotspotet vises mørkt i synligt lys og indeholder de højeste målte temperaturer på planeten. Dette forklarer dog ikke alene, hvorfor selve partiklerne er begrænset til den generelle sydlige del af Saturn og især til et kompakt område nær spidsen af Saturns sydpol. Tvungen nedbebyggelse af relativt tør luft ville forklare denne virkning, som er i overensstemmelse med andre observationer taget af de troposfæriske skyer, men flere observationer er nødvendige.
Flere detaljer kan komme fra et infrarødt spektrometer på den fælles NASA / ESA Cassini-mission, der i øjeblikket kredser om Saturn. Det sammensatte infrarøde spektrometer (CIRS) måler kontinuerlig spektral information, der spænder over de samme bølgelængder som Keck-observationer, men de to eksperimenter forventes at supplere hinanden. Mellem marts og maj i 2005 vil CIRS-instrumentet på Cassini være i stand til at se på den sydpolære region for første gang. Opdagelsen af hotspotet ved Saturns sydpol har ført CIRS-forskerteamet, hvoraf den ene er Dr. Orton, til at bruge mere tid på at se på dette område.
”Et af de åbenlyse spørgsmål er, om Saturns nordpol er unormalt kold, og om der er etableret en kold polarvirvel der ,? tilføjet Dr.? Dette er et spørgsmål, der kun kan besvares med Cassinis CIRS-eksperiment på kort sigt, da denne region ikke kan ses fra Jorden ved hjælp af jordbaserede instrumenter. ”
Iagttagelser af Saturn blev taget i billeddannelsestilstanden for Keck Long Wavelength Spectrometer (LWS) den 4. februar 2004. Billeder blev opnået ved 8,00 mikron, som er følsom over for stratosfærisk metanemission, og også ved 17,65 og 24,5 mikron, som er følsom til temperaturer i forskellige lag i Saturns øvre troposfære. Det fulde billede af planeten blev mosaikeret fra mange sæt individuelle eksponeringer.
Fremtidig arbejde med at observere Saturn vil omfatte mere højopløselig termisk billeddannelse af Saturn, især på grund af det faktum, at den større polære hvirvelregion kan ændre sig i de næste par år. Holdet har også opdaget andre fænomener, der kan være tidsafhængige og bedst kendetegnes ved billeddannelsesinstrumenter ved Keck, såsom en række øst-vesttemperatursvinger, mest fremtrædende nær 30 grader syd. Disse effekter ser ud til ikke at være relateret til noget i Saturns relativt uovertrufne synlige skysystem, men variationen minder om øst-vest temperaturbølger i Jupiter, der bevæger sig meget langsomt sammenlignet med de hurtige jetfly, der spores af skybevægelser.
Finansiering til denne forskning blev leveret af NASA's Office of Space Sciences and Applications, Planetary Astronomy Discipline og NASA Cassini-projektet. Cassini-Huygens-missionen er et samarbejdsprojekt fra NASA, Det Europæiske Rumfartsagentur og det italienske rumfartsagentur. Jet Propulsion Laboratory, en afdeling fra Californien Institut for Teknologi i Pasadena, administrerer Cassini-Huygens-missionen for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C.
W.M. Keck Observatory drives af California Association for Research in Astronomy, et non-profit videnskabeligt partnerskab mellem California Institute of Technology, University of California og NASA.
Oprindelig kilde: W.M. Keck nyhedsmeddelelse
