Astronomer som bruker Keck I-teleskopet på Hawaii, lærer mye mer om et underlig, termisk "hot spot" på Saturn som ligger på spissen av planetens sørpol. I det teamet kaller den skarpeste termiske utsikten over Saturn noensinne tatt fra bakken, antyder det nye settet med infrarøde bilder en varm polarvirvel på Saturns sørpol - den første som noensinne er oppdaget i solsystemet. Denne varme polare hetten er hjem til et utpreget kompakt hot spot, antatt å inneholde de høyeste målte temperaturene på Saturn. Et papir som kunngjør resultatene vises i 4. februar utgaven av "Science."
En "polar virvel" er et vedvarende, storskala værmønster, sammenlignet med en jetstrøm på jorden som oppstår i den øvre atmosfæren. På jorden ligger Arctic Polar Vortex typisk over det østlige Nord-Amerika i Canada og stuper kald artisk luft til Northern Plains i USA. Jordens Antarktis Polar Vortex, sentrert over Antarktis, er ansvarlig for å fange luft og skape uvanlig kjemi, for eksempel effektene som skaper "ozonhullet." Polare virvler finnes på jorden, Jupiter, Mars og Venus, og er kaldere enn omgivelsene. Men nye bilder fra W. M. Keck-observatoriet viser det første beviset på en polar virvel ved mye varmere temperaturer. Og den varmere, kompakte regionen ved selve polen er ganske uvanlig.
"Det er ingenting som denne kompakte varme hetten i jordens atmosfære," sier Dr. Glenn S. Orton, fra Jet Propulsion Laboratory i Pasadena og hovedforfatter av papiret som beskriver resultatene. "Meteorologer har oppdaget plutselig oppvarming av polet, men på jorden er denne effekten veldig kortsiktig. Dette fenomenet på Saturn er lengre levetid fordi vi har sett antydninger til det i dataene våre i minst to år. "
Puslespillet er ikke at Saturns sørpol er varm; Tross alt har den blitt utsatt for 15 år med kontinuerlig sollys, og har akkurat nådd sin sommersolverv på slutten av 2002. Men både den distinkte grensen til en varm polar virvel som er omtrent 30 graders breddegrad fra sørpolen og et veldig varmt "tips" rett ved polet var helt uventet.
? Hvis de økte sørlige temperaturene utelukkende er et resultat av sesongmessighet, bør temperaturen øke gradvis med økende breddegrad, men det gjør det ikke ,? la Dr. Orton til. ? Vi ser at temperaturen øker brått med flere grader nær 70 grader sør og igjen ved 87 grader sør.?
De brå temperaturendringene kan være forårsaket av en konsentrasjon av sollysabsorberende partikler i den øvre atmosfæren som fanger inn varme ved stratosfæren. Denne teorien forklarer hvorfor den hete plassen virker mørk i synlig lys og inneholder de høyeste målte temperaturene på planeten. Dette alene forklarer imidlertid ikke hvorfor selve partiklene er begrenset til den generelle sørlige delen av Saturn og spesielt til et kompakt område nær spissen av Saturns sørpol. Tvangsnedsettelse av relativt tørr luft vil forklare denne effekten, som er i samsvar med andre observasjoner tatt av de troposfæriske skyene, men flere observasjoner er nødvendig.
Flere detaljer kan komme fra et infrarødt spektrometer på det felles NASA / ESA Cassini-oppdraget som for tiden går i bane rundt Saturn. Composite Infrared Spectrometer (CIRS) måler kontinuerlig spektral informasjon som spenner over samme bølgelengder som Keck-observasjonene, men de to eksperimentene forventes å utfylle hverandre. Mellom mars og mai i 2005 vil CIRS-instrumentet på Cassini kunne se nærmere på den sørpolare regionen for første gang. Oppdagelsen av hot spot ved Saturns sørpol har ført til at CIRS vitenskapsteam, hvorav den ene er Dr. Orton, bruker mer tid på å se på dette området.
"Et av de åpenbare spørsmålene er om Saturns nordpol er anomalt kald og om det er etablert en kald polarvirvel der ,? lagt til Dr.? Dette er et spørsmål som bare kan besvares av Cassinis CIRS-eksperiment på kort sikt, siden denne regionen ikke kan sees fra jorden ved hjelp av jordbaserte instrumenter. "
Observasjoner av Saturn ble tatt i avbildningsmodus av Keck Long Wavelength Spectrometer (LWS) 4. februar 2004. Bilder ble oppnådd på 8,00 mikron, som er følsom for stratosfærisk metanutslipp, og også ved 17,65 og 24,5 mikron, som er følsom til temperaturer ved forskjellige lag i Saturns øvre troposfære. Hele bildet av planeten ble mosaisert fra mange sett med individuelle eksponeringer.
Framtidig arbeid med å observere Saturn vil omfatte mer høyoppløselig termisk avbildning av Saturn, spesielt på grunn av det faktum at den større polare virvelregionen kan endre seg i løpet av de neste årene. Teamet har også oppdaget andre fenomener som kan være tidsavhengige og er best preget av avbildningsinstrumenter på Keck, for eksempel en serie øst-vest-temperatursvingninger, mest fremtredende nær 30 grader sør. Disse effektene ser ut til å ikke være relatert til noe som helst i Saturns relativt prestisjonsløse synlige skysystem, men variasjonen minner om øst-vest temperaturbølger i Jupiter som beveger seg veldig sakte sammenlignet med de raske jetflyene sporet av skybevegelser.
Finansiering for denne forskningen ble gitt av NASAs Office of Space Sciences and Applications, Planetary Astronomy Discipline og NASA Cassini-prosjektet. Cassini-Huygens-oppdraget er et samarbeidsprosjekt fra NASA, European Space Agency og Italian Italian Agency. Jet Propulsion Laboratory, en avdeling fra California Institute of Technology i Pasadena, administrerer Cassini-Huygens-oppdraget for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C.
W.M. Keck Observatory drives av California Association for Research in Astronomy, et non-profit vitenskapelig partnerskap av California Institute of Technology, University of California, og NASA.
Originalkilde: W.M. Keck News Release
