DE CE ESTE ATMOSFERA LUI SATURN ATÂT DE FIERBINTE?
Straturile superioare din atmosferele planetelor gazoase gigante – Saturn, Jupiter, Uranus și Neptun – sunt fierbinți, ca și în cazul Terrei. Dar, spre deosebire de Terra, Soarele este mult prea departe față de aceste planete exterioare pentru a putea influența temperaturile înalte. Sursa lor de căldură a fost unul dintre marile mistere ale științei planetelor.
Analize recente ale datelor de la sonda Cassini a NASA au condus către o explicație viabilă asupra conservării căldurii în straturile superioare ale lui Saturn, – posibil – și în cazul altor planete gazoase gigante: aurorele de la polul nord și polul sud al planetelor. Curenții electrici produși de interacțiunile dintre vânturile solare și particulele încărcate ale lunilor lui Saturn, creează aurore și încălzesc atmosfera superioară. (Ca și în cazul luminilor nordului de pe Terra, studierea aurorelor îi ajută pe cercetători să înțeleagă ce se petrece în atmosfera planetelor).
Studiul, publicat în numărul din 7 aprilie 2020 al publicației ”Nature Astronomy” reprezintă cea mai completă cartografiere atât a temperaturii, cât și a densității atmosferice a unei planete gigante gazoase – zone care erau puțin înțelese de știință până acum.
”Înțelegerea dinamicii solicită o perspectivă globală. Acest set de date reprezintă prima asemenea privire în profunzime spre atmosfera înaltă de la un pol la celălalt, permițând și monitorizarea modificărilor de temperatură în adâncime”, a precizat Zarah Brown, autor principal al studiului și absolvent la Laboratorul Lunar și Planetar al Universității Arizona.
Construind o imagine completă a modului de circulație al căldurii în atmosferă, cercetătorii pot înțelege cum curenții electrici ai aurorelor încălzesc straturile superioare ale atmosferei saturniene și vânturile de convecție. Sistemul global de curenți atmosferici poate distribui această energie, care este inițial depozitată aproape de poli, către regiunile ecuatoriale, încălzindu-le aproape dublu față de temperaturile așteptate să provină numai de la soare.
”Rezultatele sunt vitale pentru înțelegerea modului de funcționare al lucrurilor în atmosferele superioare ale planetelor și reprezintă o componentă importantă a moștenirii lăsată de Cassini”, a adăugat co-autorul Tommi Koskinen, membru al echipei Spectografului de Scanare în Ultraviolete al misiunii Cassini. ”Aceste rezultate ne-au ajutat să înțelegem de ce părțile cele mai înalte ale atmosferei sunt atât de fierbinți, în timp ce restul atmosferei – datorită distanței mari față de Soare – este rece.”
Administrat de către Laboratorul Jet Propulsion al NASA din Sudul Californiei, Cassini a fost un orbiter care a observat planeta Saturn timp de peste 13 ani înainte de a-și epuiza combustibilul. Misiunea a condus plonjarea astronavei în atmosfera planetei în septembrie 2017, în parte pentru a-i proteja satelitul Enceladus, despre care Cassini a relevat faptul că ar putea deține condiții pentru susținerea vieții. Dar înainte de acest plonjeu, Cassini a efectuat 22 de orbite ultra-apropiate ale planetei Saturn, un tur final numit ”Grand Finale”.
Tocmai în timpul ”Grand Finale” au fost colectate datele cheie legate de harta temperaturilor din atmosfera lui Saturn. Timp de șase săptămâni, Cassini a țintit câteva stele strălucitoare din constelația Orion și Canis Major, în timp ce acestea treceau în spatele lui Saturn. În timp ce astronava observa stelele răsărind și apunând în spatele planetei gigante, cercetătorii au analizat cum lumina stelară s-a modificat pe măsura ce trecea prin atmosferă.
Măsurând densitatea atmosferei, cercetătorii au putut afla temperaturile. Densitatea descrește odată cu altitudinea, iar rata descreșterii se bazează pe temperatură. Au descoperit că temperatura atinge vârful în apropierea aurorelor, indicând acțiunea de încălzire a atmosferei superioare de către curenții electrici ai aurorei.
Măsurătorile densității și temperaturilor au permis depistarea vitezei vânturilor. Înțelegerea acestor zone superioare din atmosfera lui Saturn, unde planeta întâlnește spațiul cosmic, este cheia înțelegerii vremii spațiale și impactul său asupra planetelor din sistemul nostru solar și a exo-planetelor din jurul altor stele.
”Chiar dacă au fost identificate până acum câteva mii de exo-planete, doar planetele din sistemul nostru solar pot fi studiate la un asemenea nivel al detaliilor. Datorită lui Cassini, avem o imagine mult mai clară a atmosferei superioare a lui Saturn și a altor planete gigante gazoase din univers”, a adăugat Brown.
Misiunea Cassini-Huygens este un proiect de cooperare dintre NASA, Agenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Italiană. Laboratorul Jet Propulsion al NASA (JPL), o divizie a Caltech din Pasadena, administrează misiunea în numele directoratului misiunii științifice al NASA din Washington. JPL a proiectat, dezvoltat și asamblat orbiterul Cassini.
Sursa: EurAsiaReview; Traducere și adaptare: Crișan Petru Ciprian
