Välkommen tillbaka till vår planetväderserie! Därefter tar vi en titt på den ringade skönheten, Saturnus!
Saturnus är känd för många saker. Bortsett från dess ringsystem, som är det mest synliga och vackraste av alla gasjätte, är det också känt för sitt omfattande system av månar (den näst största i solsystemet bakom Jupiter ). Och så där dess bandiga utseende och guldfärg, som är resultatet av dess säregna sammansättning och ihållande vädermönster.
Ungefär som Jupiter är Saturnus vädersystem kända för att vara särskilt extrema, vilket ger upphov till funktioner som kan ses på långa avstånd. Dess kraftiga vindar skapar periodvis massiva ovala stormar, jetströmmar, orkaner och sexkantiga vågmönster som är synliga i både de norra och södra polarområdena.
Saturnus atmosfär:
Det yttre Saturnus atmosfär innehåller 96,3 % molekylärt väte och 3,25 % helium i volym. Gasjätten är också känd för att innehålla tyngre grundämnen, även om proportionerna av dessa i förhållande till väte och helium inte är kända. Det antas att de skulle matcha det ursprungliga överflödet från bildandet av solsystemet.
Den enorma stormen som snurrar genom atmosfären på Saturnus norra halvklot tar sig om sig själv när den omger planeten i denna sanna färgvy från NASA:s rymdfarkost Cassini. Kredit: NASA/JPL-Caltech/SSI
Spårmängder av ammoniak, acetylen, etan, propan, fosfin och metan har också upptäckts i Saturnus atmosfär.De övre molnen består av ammoniakkristaller , medan molnen på lägre nivå verkar bestå av antingen ammoniumhydrosulfid (NH4SH) eller vatten . Ultraviolett strålning från solen orsakar metanfotolys i den övre atmosfären, vilket leder till en serie kolvätekemiska reaktioner där de resulterande produkterna förs nedåt av virvlar och diffusion.
Saturnus atmosfär uppvisar ett bandmönster som liknar Jupiters, men Saturnus band är mycket svagare och bredare nära ekvatorn. Precis som med Jupiters molnlager är de uppdelade i de övre och nedre lagren, som varierar i sammansättning baserat på djup och tryck. I de övre molnlagren, med temperaturer inom intervallet 100–160 K och tryck mellan 0,5–2 bar, består molnen av ammoniakis.
Närvaron av vätgas resulterar i djupröda moln. Dessa skyms dock av ammoniakmoln, som ligger närmare atmosfärens ytterkant och täcker hela planeten. Exponeringen av denna ammoniak för solens ultravioletta strålning gör att den ser vit ut. I kombination med dess djupare röda moln resulterar detta i att planeten har en blek guldfärg.
Vattenismoln börjar på en nivå där trycket är cirka 2,5 bar och sträcker sig ner till 9,5 bar, där temperaturen varierar från 185–270 K. Blandat i detta lager finns ett band av ammoniumhydrosulfidis, som ligger i tryckområdet 3–6 bar med temperaturer på 290–235 K. Slutligen innehåller de nedre lagren, där trycken är mellan 10–20 bar och temperaturen 270–330 K, ett område med vattendroppar med ammoniak i en vattenlösning.
Stor vit fläck:
Ibland uppvisar Saturnus atmosfär långlivade ovaler, liknande det som vanligtvis observeras på Jupiter. Medan Jupiter har den stora röda fläcken, har Saturnus med jämna mellanrum vad som kallas den stora vita fläcken (aka. Great White Oval). Detta unika men kortlivade fenomen inträffar en gång varje Saturnian-år, ungefär vart 30:e jordår, runt tiden för det norra halvklotets sommarsolstånd.
Dessa fläckar kan vara flera tusen kilometer breda och har observerats 1876, 1903, 1933, 1960 och 1990. Sedan 2010 har ett stort band av vita moln kallats Nordlig elektrostatisk störning har observerats omslutande Saturnus, som upptäcktes av rymdsonden Cassini. Om den periodiska karaktären hos dessa stormar bibehålls, kommer ytterligare en att inträffa omkring 2020.
Meteorologiska fenomen:
Vindarna på Saturnus är de näst snabbaste bland solsystemets planeter, efter Neptunus. Detta beror delvis på Saturnus höga rotationshastighet - som är 9,87 km/s (6,13 mi/s), vilket motsvarar 35 500 km/h (22 058,7 mi/h). Med denna hastighet tar det bara planeten 10 timmar och 33 minuter att rotera en gång på sin axel. Men på grund av att det är en gasjätte, finns det en skillnad mellan rotationen av dess atmosfär och dess kärna.
Data erhållna av Reser 1och2 uppdragen indikerade en topp östlig vind på 500 m/s (1800 km/h). Saturnus norra och södra poler har också visat tecken på stormigt väder. På nordpolen tar detta formen av ett sexkantigt vågmönster, medan den södra visar tecken på en massiv jetström.
Saturnus gör en vackert randig prydnad i denna naturliga färgbild, som visar dess nordpolära hexagon och centrala virvel. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
De bestående hexagonalt vågmönster runt nordpolen noterades först iAtt resabilder. Hexagonens sidor är cirka 13 800 km (8 600 mi) långa (vilket är längre än jordens diameter) och strukturen roterar med en period av 10h 39m 24s, vilket antas vara lika med rotationsperioden för Saturnus inre.
Sydpolsvirveln observerades under tiden först med hjälp av Rymdteleskopet Hubble . Dessa bilder indikerade närvaron av en jetström, men inte en sexkantig stående våg. Dessa stormar beräknas generera vindar på 550 km/h, är jämförbara i storlek med jorden och tros ha pågått i miljarder år.
2006 rymdsonden Cassini observerade en orkanliknande storm som hade ett klart definierat öga. Sådana stormar hade inte observerats på någon annan planet än jorden – inte ens på Jupiter. Denna storm verkade orsakas av värme som genererades i djupet av Saturnus varma inre, som sedan flydde till den övre atmosfären och flydde planeten.
Saturnus har också blivit känd för sin ' pärlsnöre ”-funktion, som fångades av Cassinis visuella och infraröda kartläggningsspektrometer 2006. Denna funktion, som dök upp på dess nordliga breddgrader (och inte har setts på någon annan gasjätte) är en serie molnröjningar fördelade med jämna mellanrum som visar hur Saturnus atmosfär är upplyst av sitt eget inre, termiska sken.
Så hur är vädret på Saturnus? Ganska våldsamt och stormigt! Och inte förvånande med tanke på planetens massa, sammansättning, kraftfulla gravitation och snabba rotation. Får dig att känna dig lycklig att vi bor på jorden, där jorden är (jämförelsevis) ganska lugn och tråkig!
Vi har skrivit många intressanta artiklar om planetväder här på Universe Today. Här är Hur är vädret på Merkurius? , Hur är vädret på Venus? , Hur är vädret på Mars? , Hur är vädret på Jupiter? , Hur är vädret på Uranus? och Hur är vädret på Neptunus?
För mer information, kolla in NASA Utforskning av solsystemet – Saturnus , och fakta om Saturnus från Rymdfakta .
Astronomy Cast har spelat in ett intressant avsnitt om ämnet. Här är Avsnitt 59: Saturnus , och Avsnitt 61: Saturnus månar .
Källor:
