Μια νέα μελέτη που βασίζεται σε δεδομένα από την αποστολή Cassini αποκαλύπτει κάτι εκπληκτικό στην ατμόσφαιρα του Κρόνου. Γνωρίζουμε για την καταιγίδα στον βόρειο πόλο του γίγαντα φυσικού αερίου εδώ και δεκαετίες, αλλά τώρα φαίνεται ότι αυτή η τεράστια εξαγωνική καταιγίδα θα μπορούσε να είναι ένα πανύψηλο μεγαλοπρεπές εκατοντάδες χιλιόμετρα σε ύψος που έχει τη βάση του βαθιά στην ατμόσφαιρα του Κρόνου.
Όταν ο Cassini έφτασε στον Κρόνο το 2004, ήταν καλοκαίρι στο νότιο ημισφαίριο και το διαστημικό σκάφος βρήκε μια πολική δίνη στο νότιο πόλο. Τελικά, το καλοκαίρι έφτασε στο βόρειο ημισφαίριο, και είδαν το σχηματισμό της καταιγίδας στο Βόρειο Πόλο. Αυτό επιβεβαίωσε μόνο αυτό που γνωρίζουμε από τη δεκαετία του 1980 όταν η αποστολή Voyager μελέτησε τον Κρόνο και βρήκε μια καταιγίδα το καλοκαίρι στον Βόρειο Πόλο του Κρόνου.
«Ενώ περιμέναμε να δούμε κάποια δίνη στο βόρειο πόλο του Κρόνου καθώς μεγάλωσε, το σχήμα του είναι πραγματικά εκπληκτικό». - Leigh Fletcher, Πανεπιστήμιο του Λέστερ, Ηνωμένο Βασίλειο, κύριος συγγραφέας.
Αλλά αυτή η βόρεια καταιγίδα έχει ένα εξαγωνικό παρά στρογγυλό σχήμα και μοιράζεται το ίδιο εξαγωνικό σχήμα με την καταιγίδα βαθύτερα στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, που βρήκε για πρώτη φορά ο Voyager. Το ερώτημα είναι, βλέπουμε ένα πανύψηλο τέρας μιας καταιγίδας; Ή δύο ξεχωριστές καταιγίδες, και οι δύο σχηματίζονται σε εξαγωνική μορφή;
«Τα άκρα αυτού του νεοσυσταθέντος στροβιλισμού φαίνεται να είναι εξαγωνικά, να ταιριάζουν ακριβώς με ένα διάσημο και παράξενο εξαγωνικό μοτίβο νέφους που βλέπουμε βαθύτερα στην ατμόσφαιρα του Κρόνου», λέει ο Leigh Fletcher του Πανεπιστημίου του Leicester του Ηνωμένου Βασιλείου, επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης.
Αυτό το βίντεο δείχνει το εξαγωνικό μοτίβο σύννεφων βαθιά στην ατμόσφαιρα του Κρόνου που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Voyager.
Οι επιστήμονες που συμμετείχαν στην αποστολή Cassini περίμεναν να δουν μια μορφή καταιγίδας στο βόρειο πόλο όταν έφτασε το καλοκαίρι του Κρόνου, αλλά εξέπληξαν το σχήμα. "Είτε ένα εξάγωνο έχει δημιουργηθεί αυθόρμητα και ταυτόσημα σε δύο διαφορετικά υψόμετρα, ένα χαμηλότερο στα σύννεφα και ένα ψηλό στη στρατόσφαιρα, ή το εξάγωνο είναι στην πραγματικότητα μια πανύψηλη δομή που εκτείνεται σε κατακόρυφο εύρος αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων", δήλωσε ο Fletcher.
Στο επίκεντρο αυτής της νέας μελέτης βρίσκεται το σύνθετο υπέρυθρο φασματόμετρο Cassini (CIRS). Το CIRS συνέλαβε αυτά τα δεδομένα μεταξύ 2010 και 2017 και δείχνει τη θέρμανση της στρατόσφαιρας του Κρόνου από μια υψηλή τροχιακή κλίση. Η σύνθετη εικόνα παρακάτω δείχνει τη σταδιακή θέρμανση της στρατόσφαιρας του Κρόνου και τον σταδιακό σχηματισμό της εξαγωνικής καταιγίδας.
Νωρίτερα στην αποστολή του Cassini, η ανώτερη ατμόσφαιρα ήταν απλά πολύ κρύα για να το δει ο CIRS. Η στρατόσφαιρα ήταν περίπου -158 Κελσίου, 20 βαθμοί πολύ κρύα για το όργανο. Αλλά το έτος του Κρόνου είναι περίπου 30 χρόνια, και το 2009, η βόρεια πολική περιοχή άρχισε να θερμαίνεται. Μέχρι το 2014, το όργανο CIRS του Cassini μπόρεσε να μελετήσει την ανώτερη ατμόσφαιρα.
«Ένα Saturnian έτος εκτείνεται σε περίπου 30 χρόνια στη Γη, οπότε οι χειμώνες είναι μεγάλοι. Ο Κρόνος άρχισε να αναδύεται μόνο από τα βάθη του βόρειου χειμώνα το 2009 και σταδιακά θερμαίνεται καθώς το βόρειο ημισφαίριο πλησίασε το καλοκαίρι. " - συν-συγγραφέας της μελέτης Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Γαλλία.
«Ήμασταν σε θέση να χρησιμοποιήσουμε το όργανο CIRS για να εξερευνήσουμε τη βόρεια στρατόσφαιρα για πρώτη φορά, από το 2014 και μετά», δήλωσε ο Guerlet. «Καθώς η πολική δίνη έγινε όλο και πιο ορατή, παρατηρήσαμε ότι είχε εξαγωνικά άκρα και συνειδητοποιήσαμε ότι βλέπαμε το προϋπάρχον εξάγωνο σε πολύ υψηλότερα υψόμετρα από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως».
Η μελέτη δείχνει ότι οι πολικές περιοχές του Κρόνου είναι πολύ διαφορετικές μεταξύ τους. Όταν η Cassini παρατήρησε τη νότια περιοχή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, στις αρχές της αποστολής της, δεν υπήρχε εξαγωνικό μοτίβο καταιγίδας. Η βόρεια καταιγίδα είναι επίσης πιο δροσερή, λιγότερο ώριμη και η δυναμική της είναι εντελώς διαφορετική. Προς το παρόν, οι επιστήμονες μπορούν να μαντέψουν μόνο γιατί συμβαίνει αυτό.
«Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι υπάρχει μια θεμελιώδης ασυμμετρία μεταξύ των πόλων του Κρόνου που δεν έχουμε ακόμη καταλάβει, ή θα μπορούσε να σημαίνει ότι η βόρεια πολική δίνη εξακολουθούσε να αναπτύσσεται στις τελευταίες παρατηρήσεις μας και συνέχισε να το κάνει μετά τον θάνατο του Cassini», δήλωσε ο Fletcher. Η αποστολή του Κασίνι τελείωσε στο «Grand Finale» τον Σεπτέμβριο του 2017, όταν το διαστημικό σκάφος εστάλη σκόπιμα βυθίζοντας στην ατμόσφαιρα του Κρόνου για καταστροφή.
Οι επιστήμονες μελετούν τα καιρικά φαινόμενα του Κρόνου για μεγάλο χρονικό διάστημα και γνωρίζουν από καιρό ότι τα πυκνά στρώματα του πλανήτη φιλοξενούν το μεγαλύτερο μέρος του καιρού του πλανήτη. Τα βόρεια πολικά χαρακτηριστικά εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από τον Voyager στη δεκαετία του 1980 και γνωρίζουμε ότι το πολικό εξάγωνο στα βόρεια είναι ένα μακροχρόνιο χαρακτηριστικό. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το χαρακτηριστικό μπορεί να συνδέεται με την περιστροφή του ίδιου του πλανήτη, σαν το ρεύμα πτήσης εδώ στη Γη.
Είναι σαφές ότι έχουμε πολλά να μάθουμε για την ατμόσφαιρα του Κρόνου. Είναι απίθανο η εξαγωνική καταιγίδα στη στρατόσφαιρα και η εξαγωνική καταιγίδα βαθύτερα στην ατμόσφαιρα να είναι η ίδια καταιγίδα. Ο άνεμος αλλάζει πάρα πολύ μέσα από τα στρώματα της ατμόσφαιρας. Αλλά θα μπορούσαν να συνδεθούν με άλλο τρόπο. Αφού διερεύνησαν τις ατμοσφαιρικές ιδιότητες στη βόρεια περιοχή, ο Fletcher και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι κύματα όπως το εξάγωνο δεν πρέπει να μπορούν να εξαπλωθούν προς τα πάνω και πρέπει να παραμείνουν παγιδευμένα στις κορυφές των νεφών. Αυτό γίνεται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται evanescence. «Ένας τρόπος με τον οποίο το κύμα« πληροφορίες »μπορεί να διαρρεύσει προς τα πάνω είναι μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται evanescence, όπου η ισχύς ενός κύματος εξασθενεί με ύψος, αλλά είναι σχεδόν αρκετά ισχυρή για να παραμείνει στην στρατόσφαιρα», εξηγεί ο Fletcher.
Η μεγαλύτερη εικόνα αυτής της μελέτης είναι το συνεχιζόμενο ερώτημα για το πώς μεταφέρεται η ενέργεια μέσω διαφορετικών στρωμάτων μιας ατμόσφαιρας, κάτι που εξακολουθούμε να προσπαθούμε να κατανοήσουμε εδώ στη Γη. Εάν μπορούμε να καταλάβουμε πώς και γιατί η βόρεια πολική δίνη του Κρόνου έχει εξαγωνικό σχήμα, θα ρίξει φως στο πώς τα φαινόμενα βαθύτερα σε μια ατμόσφαιρα μπορούν να επηρεάσουν το περιβάλλον ψηλά.
«Το βόρειο εξάγωνο του Κρόνου είναι ένα εμβληματικό χαρακτηριστικό σε ένα από τα πιο χαρισματικά μέλη του Ηλιακού Συστήματος, οπότε το να ανακαλύπτεις ότι εξακολουθεί να έχει μεγάλα μυστήρια είναι πολύ συναρπαστικό» - - Nicolas Altobelli, Επιστήμονας του έργου ESA για την αποστολή Cassini-Huygens.
Η αποστολή Cassini μας δείχνει ακόμα πράγματα για τον Κρόνο, ακόμη και τώρα που έχει τελειώσει. Όσο για την ομάδα πίσω από αυτήν τη μελέτη, είναι γλυκόπικρη η ανακάλυψη του βόρειου εξαγώνου σχεδόν ένα χρόνο μετά το τέλος του Cassini. Λέει ο Fletcher, «Απλά πρέπει να μάθουμε περισσότερα. Είναι αρκετά απογοητευτικό που ανακαλύψαμε αυτό το στρατόσφαιρο εξάγωνο ακριβώς στο τέλος της διάρκειας ζωής του Cassini. "
