De effecten van de gigantische stormen van Saturnus duren eeuwen

De gigantische stormen van Saturnus laten voetafdrukken van ammoniak achter in de lagere atmosfeer die eeuwenlang blijven bestaan ​​nadat de storm zichzelf heeft uitgebarsten.

Elke tien of twee decennia genereert Saturnus een werkelijk formidabele storm. Winden bulderen tot duizend mijl per uur, onweerswolken wikkelen zich om de hele planeet en hagel gemaakt van ammoniak schudt naar beneden. De storm nam uiteindelijk na meer dan zes maanden af, maar de impact op de atmosfeer van Saturnus zal veel langer aanhouden, volgens een recent onderzoek door een planetaire wetenschapper van de Universiteit van Michigan. Cheng Li en collega’s. Ze ontdekten onlangs dat de gigantische stormen van Saturnus ammoniakdamp diep in de atmosfeer van de planeet brengen, waar het eeuwenlang kan blijven hangen, als een vingerafdruk die de doorgang van een storm markeert.

Lee en collega’s publiceerden hun onderzoek in het journaal De wetenschap gaat vooruit.

Hoe gigantische stormen voetafdrukken achterlaten in de lucht

De bovenste wolk van Saturnus bestaat voornamelijk uit ammoniak (een stikstofatoom gebonden aan drie waterstofatomen), zwevend in een atmosfeer van waterstof. Op diepere, warmere hoogten zijn de wolken meestal water. Maar in gegevens van de Very Large Array-radiotelescoop ontdekten Li en zijn collega’s radio-emissies van ammoniakvlekken die vastzaten in de onderste lagen van de atmosfeer van Saturnus, waar ze normaal niet zouden moeten zijn.

Ammoniak was niet op zijn plaats en dreef op 43 graden noorderbreedte, waar NASA’s Cassini-ruimtevaartuig (RIP) in 2010 een gigantische, planeetoverspannende storm zag (de wind van Saturnus waait meestal naar het oosten en westen, daarom zijn gigantische stormen vaak lang en smal – en waarom vreemde kenmerken in de atmosfeer de neiging hebben om op dezelfde breedtegraad te blijven waar ze zijn voortgekomen).

De storm duurde iets meer dan zes maanden, en Lee en zijn collega’s zeggen dat het ammoniak van wolken op grote hoogte naar de lagere lagen van de atmosfeer bracht – waar het nu vastzit.

Met behulp van VLA-gegevens ontdekten Lee en zijn collega’s verschillende andere delen van misplaatste ammoniak in de lagere atmosfeer van Saturnus. Het viel grotendeels samen met de breedtegraden van de vijf andere enorme stormen die astronomen sinds 1876 in een baan om Saturnus hadden waargenomen. Dit betekent dat sommige van de ammoniakwolken bijna 120 jaar vastzaten in de lagere atmosfeer van Saturnus.

Een stukje ammoniak dat Lee en zijn collega’s zagen, komt niet overeen met een van de geregistreerde stormen, dus het kan meer dan 150 jaar oud zijn: een troebele afdruk van een storm die nog nooit door mensenogen is gezien.

Mushballs zijn de vreemdste en meest verbazingwekkende neerslag

Een deel van de verklaring kan zijn wat Lee en zijn collega’s pannenkoekballetjes noemen: kleine sneeuwbolletjes met een vloeibaar mengsel van ammoniak en water erin (zoals Gushers, behalve de smaken en het gif). Schimmelballen vallen uit onweerswolken in de bovenste regionen van de superstormen van Saturnus en voeren ammoniak dieper de atmosfeer in.

In de nasleep van een storm blijft de bovenste atmosfeer een tijdje warm; Het is ook droog, nadat ik veel ammoniak in mijn salvo paddenstoelenballen heb laten vallen. Een tijdlang zijn de bovenste lagen van de atmosfeer veel warmer dan de lagen eronder, en deze warme, droge lucht fungeert als een deken, waardoor de ammoniakwolken in de laag eronder vast blijven zitten.

Zelfs een storm die zo massief en krachtig is als de nodale stormen van Saturnus, kan niet voor altijd voetafdrukken in de wolken achterlaten. Uiteindelijk zal de turbulentie van de atmosfeer van Saturnus ervoor zorgen dat de hete lucht van de storm zich vermengt met koelere lucht van andere breedtegraden, en de opgesloten oevers van ammoniakwolken zullen vrij kunnen stijgen. Eindelijk komt er weer een storm.

Hoe gaan we verder?

Toen Lee en zijn collega’s de stukken ingesloten ammoniak bestudeerden die waren achtergelaten door gigantische stormen op Saturnus, merkten ze dat elke “voetafdruk” de neiging had om in tweeën te splitsen. Een stuk ammoniak drijft naar het noorden vanaf de breedtegraad van de storm, terwijl het andere naar het zuiden drijft. Dit is een van de dingen die ze met toekomstige waarnemingen in meer detail willen bestuderen.

Het is moeilijk om het weer hier op aarde te voorspellen, laat staan ​​op een buitenaardse wereld die zo turbulent is als Saturnus, maar de geschiedenis suggereert dat er in de komende 10 tot 20 jaar weer een gigantische storm zal uitbreken en de planeet zal omwikkelen. Wanneer dat gebeurt, hopen Li en zijn collega’s dat astronomen en planetaire wetenschappers zullen bestuderen hoe de storm zich ontwikkelt en wat er met de atmosfeer van Saturnus gebeurt in de nasleep ervan.

Ondertussen is het team van plan om in 2025 naar het zuidelijk halfrond van Saturnus te kijken. De VLA-gegevens die Li en collega’s in hun laatste onderzoek gebruikten, hebben alleen betrekking op het noordelijk halfrond van de planeet, omdat op dit moment de kanteling van de as van Saturnus betekent dat het zuidelijk halfrond vreselijk verborgen is. Achter de iconische ringen van de planeet. Tegen 2025 zal Saturnus zich op een ander punt in zijn baan bevinden en zullen telescopen op aarde het zuidelijk halfrond kunnen zien.

Alle gigantische stormen die astronomen tot nu toe hebben waargenomen, hebben plaatsgevonden op het noordelijk halfrond van de planeet, dus Lee en zijn collega’s verwachten dat als ze gelijk hebben, ze geen vastzittende ammoniakplekken in het zuiden zullen zien.