Зонд «Кассіні» виявив на Сатурні сезонні шторми

Зонд «Кассіні» виявив, як на Сатурні зі зміною пір року змінюються шторми. Зонд побачив, що теплове випромінювання планети, яке виникає під час вирування штормів, змінюється із тим, як змінюється кількість сонячного світла, що досягає Сатурна. Відкриття допоможе астрономам краще розуміти процеси та кліматичні зміни в атмосфері планети, й поглибити знання про газові гіганти в Сонячній системі та за її межами. Результати досліджень опубліковані в журналі Nature Communications.

NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Як пов'язане тепло Сатурна із його штормами?

Астрономи вже давно з'ясували, що Сатурн віддає у космос вдвічі більше енергії, ніж поглинає від Сонця — ця додаткова енергія надходить з глибин планети через законсервоване у них тепло, яке збереглося ще з часу її формування. Через повільне стискання Сатурна під дією гравітації та тертя, спричиненого рухом великої кількості гелію до ядра, температури всередині газового гіганта сягають 8300 градусів Цельсія. Надлишкове тепло на планеті створює енергетичний дисбаланс та сприяє формуванню інтенсивних штормів у її атмосфері.

Утім, дотепер моделі атмосфери Сатурна не дозволяли оцінити, як на шторми впливає зміна сезонів, адже розрахунки ґрунтувалися на обмежених даних. Цю проблему вдалося вирішити довгостроковими спостереженнями планети з зонда «Кассіні».

Що стало відомо про сезонні зміни на Сатурні?

До моменту, коли «Кассіні» впав в атмосферу Сатурна наприкінці своєї місії у вересні 2017, зонд встиг стати свідком трьох змін пір року на Сатурні, кожна з яких тривала близько семи земних років. Ці спостереження дозволили детально вивчити зміни в атмосферному тепловому випромінюванні, динаміку хмар та штормів, розподіл газових компонентів в атмосфері, зокрема метану та інших газів, а також структуру та склад кілець планети.

Так виявилося, що зі збільшенням кількості сонячного випромінювання весною і влітку на Сатурні, на відповідній півкулі виникає надлишок енергії, що провокує появу потужних штормів. Ці ж шторми здатні спровокувати появу нових областей енергетичного дисбалансу, сприяючи народженню інших вихорів. Водночас восени й взимку створюється дефіцит енергії, що охолоджує атмосферу і зменшує активність штормів. За оцінками науковців, восени й взимку дефіцит тепла на Сатурні може сягати близько 20 відсотків від загального тепла, що випромінюється планетою. На стільки ж збільшується кількість тепла на планеті весною й влітку.

Як відкриття змінює уявлення про Сатурн?

Виявлені «Кассіні» сезонні зміни більш виражені на рівні півкуль, тоді як глобально на планеті надлишки та дефіцити енергії в різних півкулях певною мірою компенсують один одного. Утім, саме завдяки тривалим спостереженням астрономи отримали уявлення про те, як саме зміна пір року змінює умови в атмосфері планети. Ці дані допоможуть передивитися моделі, що описують кліматичні умови та еволюцію не лише Сатурна, а й інших газових гігантів.