Астрономы, использующие телескоп Keck I на Гавайях, узнают гораздо больше о странной, термической «горячей точке» на Сатурне, расположенной на оконечности южного полюса планеты. В том, что команда называет самыми резкими тепловыми видами Сатурна, когда-либо полученными с земли, новый набор инфракрасных изображений предлагает теплый полярный вихрь на южном полюсе Сатурна - первый из когда-либо обнаруженных в Солнечной системе. Эта теплая полярная шапка является домом для отчетливой компактной горячей точки, которая, как полагают, содержит самые высокие измеренные температуры на Сатурне. Газета, объявляющая результаты, появляется в выпуске «Science» от 4 февраля.
«Полярный вихрь» - это постоянный, крупномасштабный характер погоды, уподобленный струйному течению на Земле, которое происходит в верхних слоях атмосферы. На Земле полярный вихрь Арктики обычно располагается над восточной частью Северной Америки в Канаде и погружает холодный арктический воздух в Северные равнины в Соединенных Штатах. Земной антарктический полярный вихрь, сосредоточенный над Антарктидой, отвечает за захват воздуха и создание необычной химии, такой как эффекты, создающие «озоновую дыру» Полярные вихри находятся на Земле, Юпитере, Марсе и Венере и холоднее, чем их окружение. Но новые снимки из обсерватории У. М. Кека показывают первые признаки полярного вихря при гораздо более высоких температурах. И более теплый, компактный регион на самом полюсе довольно необычен.
«Ничто не сравнится с этой компактной теплой крышкой в атмосфере Земли», - сказал д-р Гленн С. Ортон из Лаборатории реактивного движения в Пасадене и ведущий автор статьи, описывающей результаты. «Метеорологи обнаружили внезапное потепление полюса, но на Земле этот эффект очень кратковременный. Это явление на Сатурне длится дольше, потому что мы видим намеки на него в наших данных по крайней мере два года ».
Загадка не в том, что южный полюс Сатурна теплый; в конце концов, он был подвержен 15-летнему непрерывному солнечному свету, достигнув своего летнего солнцестояния в конце 2002 года. Но и четкая граница теплого полярного вихря в 30 градусах широты от южного полюса и очень горячая «вершина» вправо на полюсе были совершенно неожиданными.
«Если повышение южных температур является исключительно результатом сезонности, то температура должна постепенно увеличиваться с увеличением широты, но это не так». добавил доктор Ортон. «Мы видим, что температура резко возрастает на несколько градусов около 70 градусов к югу и снова на 87 градусов к югу».
Резкие изменения температуры могут быть вызваны концентрацией частиц, поглощающих солнечный свет, в верхних слоях атмосферы, которые удерживают тепло в стратосфере. Эта теория объясняет, почему горячая точка выглядит темной в видимом свете и содержит самые высокие измеренные температуры на планете. Однако это само по себе не объясняет, почему сами частицы ограничены общей южной частью Сатурна и, в частности, компактной областью около вершины южного полюса Сатурна. Вынужденный нисходящий поток относительно сухого воздуха объяснил бы этот эффект, что согласуется с другими наблюдениями тропосферных облаков, но необходимы дополнительные наблюдения.
Более подробная информация может быть получена от инфракрасного спектрометра о совместной миссии НАСА / ЕКА Кассини, которая в настоящее время находится на орбите Сатурна. Композитный инфракрасный спектрометр (CIRS) измеряет непрерывную спектральную информацию, охватывающую те же длины волн, что и наблюдения Кека, но оба эксперимента должны дополнять друг друга. В период с марта по май 2005 года прибор CIRS на Кассини впервые сможет детально рассмотреть южную полярную область. Обнаружение горячей точки на южном полюсе Сатурна побудило научную группу CIRS, одним из которых является доктор Ортон, уделять больше времени изучению этого района.
«Один из очевидных вопросов заключается в том, является ли северный полюс Сатурна аномально холодным и был ли там создан холодный полярный вихрь?» добавил доктор? Это вопрос, на который может ответить только эксперимент CIRS Cassini в ближайшем будущем, так как этот регион не может быть виден с Земли с помощью наземных приборов ».
Наблюдения за Сатурном были сделаны в режиме визуализации длинноволнового спектрометра Keck (LWS) 4 февраля 2004 года. Изображения были получены при 8,00 микронах, которые чувствительны к эмиссии стратосферного метана, а также при 17,65 и 24,5 микронах, которые чувствительны температуры в различных слоях в верхней тропосфере Сатурна. Полное изображение планеты было мозаично из множества наборов отдельных экспозиций.
Будущая работа по наблюдению за Сатурном будет включать в себя тепловые изображения Сатурна с более высоким разрешением, в частности, из-за того, что большая область полярного вихря может измениться в ближайшие несколько лет. Команда также обнаружила другие явления, которые могут зависеть от времени и лучше всего характеризуются инструментами визуализации в Кеке, такие как серия колебаний температуры восток-запад, наиболее заметно около 30 градусов к югу. Эти эффекты, по-видимому, не связаны ни с чем в относительно безликой видимой облачной системе Сатурна, но изменчивость напоминает температурные волны на востоке-западе Юпитера, которые движутся очень медленно по сравнению с быстрыми струями, отслеживаемыми движениями облаков.
Финансирование этих исследований было предоставлено Управлением космических наук и прикладных наук НАСА, Дисциплиной планетарной астрономии и проектом НАСА Кассини. Миссия Кассини-Гюйгенс - совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, управляет миссией Кассини-Гюйгенс для Управления научной миссии НАСА, Вашингтон, округ Колумбия.
У.М. Обсерватория Кека находится в ведении Калифорнийской ассоциации исследований в области астрономии, некоммерческого научного партнерства Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета и НАСА.
Первоначальный источник: W.M. Кек Пресс-релиз
