Nova studija zasnovana na podacima iz misije Cassini otkriva nešto iznenađujuće u atmosferi Saturna. O oluji na sjevernom polu plinova čuvamo desetljećima, ali sada se čini da bi ova ogromna šesterokutna oluja mogla biti visoka svemirskim kilometrima u dnu stotine kilometara, koja ima svoje dno duboko u Saturnovoj atmosferi.
Kad je Cassini 2004. stigao u Saturn, bilo je ljetno vrijeme na južnoj hemisferi, a svemirski brod je pronašao polarni vrtlog na južnom polu. Na kraju je stiglo ljetno vrijeme na sjevernu hemisferu i bili su svjedoci nastanka oluje na Sjevernom polu. Ovo je samo potvrdilo ono što znamo od 1980-ih, kada je misija Voyager proučavala Saturn i pronašla oluju u ljetnom vremenu na Saturnovom sjevernom polu.
"Iako smo očekivali da ćemo vidjeti vrtlog neke vrste na Saturnovom sjevernom polu, kako je postajalo toplije, njegov je oblik zaista iznenađujući." - Leigh Fletcher, Sveučilište u Leicesteru, Velika Britanija, glavni autor.
Ali ova sjeverna oluja ima šesterokutni, a ne okrugli oblik, i dijeli isti šesterokutni oblik kao oluja dublje u Saturnovoj atmosferi, koju je prvi pronašao Voyager. Pitanje je, vidimo li jedno uzvišeno čudovište oluje? Ili dvije odvojene oluje, obje se formiraju u šesterokutnom obliku?
"Čini se da su rubovi novootkrivenog vrtloga šesterokutni, što točno odgovara poznatom i bizarnom šesterokutnom obrascu oblaka koji vidimo dublje u Saturnovoj atmosferi", kaže Leigh Fletcher sa Sveučilišta u Leicesteru u Velikoj Britaniji, vodeći autor nove studije.
Ovaj video prikazuje šesterokutni uzorak oblaka duboko u Saturnovoj atmosferi koji je prvi otkrio Voyager.
Znanstvenici koji sudjeluju u misiji Cassini u potpunosti su očekivali da će vidjeti oluju na sjevernom polu kada je ljeto Saturna, ali su ga iznenadili. "Ili se šesterokut spontano i identično rodio na dvije različite nadmorske visine, jednu nižu u oblacima i visoku u stratosferi, ili je šesterokut zapravo podignuta građevina koja se proteže okomitim rasponom od nekoliko stotina kilometara", rekao je Fletcher.
U središtu ove nove studije nalazi se Cassinijev kompozitni infracrveni spektrometar (CIRS). CIRS je ove podatke snimio između 2010. i 2017., a oni pokazuju zagrijavanje Saturnove stratosfere iz velikog nagiba orbite. Sastavljena slika ispod pokazuje postupno zagrijavanje Saturnove stratosfere i postepeno stvaranje šesterokutne oluje.
Ranije u Cassinijevoj misiji gornja atmosfera bila je jednostavno previše hladna da bi je CIRS mogao vidjeti. Stratosfera je bila oko -158 Celzija, 20 stupnjeva previše hladno za instrument. Ali godina Saturna duga je oko 30 godina, a 2009. sjeverna polarna regija počela se zagrijavati. Otprilike 2014. Cassinijev CIRS instrument uspio je proučavati gornju atmosferu.
„Jedna Saturna godina proteže otprilike 30 zemaljskih godina, tako da su zime duge. Saturn je tek počeo izlaziti iz dubina sjeverne zime 2009. godine i postupno se zagrijavao kako se sjeverna hemisfera približavala ljetnom vremenu. " - koautor studije Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Francuska.
„Pomoću CIRS instrumenta uspjeli smo prvi put istražiti sjevernu stratosferu, od 2014. godine na dalje“, rekao je Guerlet. "Kako je polarni vrtlog postajao sve vidljiviji, primijetili smo da ima šesterokutne rubove i shvatili smo da vidimo postojeći šesterokut na mnogo većim visinama nego što se prije mislilo."
Studija pokazuje da su polarne regije na Saturnu vrlo različite jedna od druge. Kad je Cassini tijekom ljeta, tijekom misije, promatrao južnu regiju, nije bilo šesterokutnog uzorka oluje. Sjeverna oluja je također hladnija, manje zrela, a njezina je dinamika potpuno drugačija. Za sada znanstvenici mogu samo nagađati zašto je to tako.
"To bi moglo značiti da postoji temeljna asimetrija između Saturnovih stupova koje tek moramo razumjeti, ili može značiti da se sjeverni polarni vrtlog još razvijao u našim posljednjim opažanjima i nastavio to raditi nakon Cassinijeve smrti", rekao je Fletcher. Cassinijeva misija završila je u "Grand Finale" u rujnu 2017., kada je svemirski brod namjerno poslan uranjajući u Saturnovu atmosferu kako bi bio uništen.
Znanstvenici su dugo proučavali Saturnove vremenske obrasce i dugo su znali da debeli oblačni slojevi planeta ugoštavaju većinu vremena na planeti. Značajke sjevernog polariteta Voyager je prvi put uočio 1980-ih, a znamo da je polarni šesterokut na sjeveru dugotrajno obilježje. Znanstvenici misle da je to svojstvo vezano za rotaciju samog planeta, slično kao mlazni tok ovdje na Zemlji.
Jasno je da moramo puno naučiti o Saturnovoj atmosferi. Malo je vjerojatno da su šesterokutna oluja u stratosferi i šesterokutna oluja dublje u atmosferi ista oluja. Vjetar se previše mijenja kroz slojeve atmosfere. Ali oni bi se mogli povezati na drugi način. Nakon ispitivanja atmosferskih svojstava u sjevernoj regiji, Fletcher i njegovi kolege utvrdili su da valovi poput šesterokuta ne smiju se širiti prema gore i trebaju ostati zarobljeni u oblacima. To je kroz proces koji se zove evanescencija. "Jedan od načina da ta valna informacija može procuriti prema gore je postupkom koji se naziva evanescencija, pri čemu snaga vala propada s visinom, ali je gotovo dovoljno jaka da se i dalje zadržava u stratosferi", objašnjava Fletcher.
Šira slika ove studije jest neprestano pitanje kako se energija transportira kroz različite slojeve atmosfere, što još uvijek radimo na razumijevanju ovdje na Zemlji. Ako možemo shvatiti kako i zašto Saturnov sjeverni polarni vrtlog ima šesterokutni oblik, osvijetlit će pojavu dublje u atmosferi koja može utjecati na okoliš visoko gore.
"Saturnov sjeverni šesterokut je ikonična karakteristika jednog od najkarizmatičnijih članova Sunčevog sustava, pa je otkrivanje da i dalje čuva glavne misterije vrlo uzbudljivo", - Nicolas Altobelli, znanstvenik ESA projekta za misiju Cassini-Huygens.
Cassini misija još uvijek nam pokazuje stvari o Saturnu, čak i kad je gotovo. Što se tiče tima koji stoji iza ove studije, gorko je otkrivati sjeverni šesterokut gotovo godinu dana nakon što je Cassini završio. Kaže Fletcher, „Jednostavno moramo znati više. Prilično je frustrirajuće što smo ovaj stratosferski šesterokut otkrili tek na kraju Cassinijevog vijeka trajanja. "
