2018.12.29.

Kékebb a Szaturnusz légköre a gyűrű árnyékában

A Cassini űrszonda 13 éves működése során nagyjából fél szaturnuszi év időszakát tölthette a bolygó megfigyelésével, e félév során a gyűrű árnyéka a bolygón lehetséges legészakibb helyéről a legdélibbre vándorolt. A szonda adataiból a légkörre vonatkozók feltárták azt is, hogy a gyűrű árnyéka miként változtatja meg a bolygó légkörének átlátszóságát és színét azzal, hogy redőnyként visszafogja a Napból érkező látható- és ultraibolya tartományú fényt.
A Szaturnusz légkörének színéről a szonda sok földi évet átfogó vizsgálatainak köszönhetően kiderült, hogy nem állandó a sárgás színnel járó homály benne, ahogy korábban hittük, hanem évszakosan változik, és időnként meglehetősen kékes árnyalatot ölt a légkör. A besugárzás hatására a bolygó légkörében lévő metán bomlásával beinduló fotokémiai folyamatokban kialakuló részecskék hozzák létre a légkör sárgás színét kialakító aeroszolokat.

A Cassini működésének kezdete idején még kékes színű légkör fokozatosan sárgás-vösöses árnyalatot öltött, s olyanná vált, mint egy szmogos nap Pekingben. A tiszta, aeroszolokban szegény légkört jellemző kékes szín hasonló ahhoz, amit a Föld tiszta, kék égboltjában tapasztalhatunk, a sárgás pedig nagyjából olyasmi, mint pl. egy itthoni porvihar vagy szmog ideje alatt látható.

A gyűrű szemcséiről visszaverődő fény a tengely dőlésszöge és a gyűrűrendszer hatalmas mérete miatt egyidejűleg arra a féltekére irányul, amely már eleve teljes megvilágítást kap a naptól, az árnyéka alatt pedig a dőlésszög miatti kisebb besugárzás még tovább csökken. E kettős folyamat jelentősen befolyásolja a légkört érő besugárzás mennyiségét, így a Szaturnusz forgástengelye és a Nap közti aktuálisan bezárt szög mellett a gyűrű egyes régióinak átlátszósága és a gyűrű fényvisszaverő képessége is hozzájárul a légköri folyamatokhoz. A besugárzás meghatározza azt, hogy a Szaturnusz légkörében milyen fotokémiai folyamatok játszódnak le, s e hatást befolyásolja a gyűrű árnyéka illetve visszavert fénye.
A téli időszak alatt, amikor korlátozott a beérkező besugárzás, a homályt okozó aeroszolrészecskék apránként felbomlanak ill. a mélyebb légrétegekbe süllyednek, s megszűnik a homály, visszaáll a légkört kékessé tevő „tiszta” állapot. A nyári időszakban hiába bomlanak ill. süllyednek a légkör mélyebb rétegeibe e részecskék, a folyamatos képződésük révén bőven van utánpótlásuk, így sárgássá, h

omályossá válik a légkör. A foktokémiai folyamatokban képződő átmeneti részecskék nyomon követésével a mélyebb légköri rétegek konvekciós folyamatai tárulnak fel. A gyűrűk árnyéka korlátozza a besugárzást, s ezzel mind a fotokémiai folyamatokat, mind a légkör konvektív áramlását befolyásolja.
A Cassini különböző tartományokban mérő spektroszkópjai adatainak elemzésével a légköri homály kialakulása és fejlődése volt tetten érhető, a konvektív áramlatokat pedig a molekulák eltérő légrétegekben előforduló helyzete jelezte. A Szaturnusz közepes szélességein és a sarki hatszögekben lévő, futóáramlat által körbezárt régiók között látványos színbéli különbség alakul ki, a futóáramlaton kívüli területekben a besugárzás miatt képződő aeroszolok csak igen lassan képesek beszivárogni a sarki területre. A szaturnuszi nyár homályos, sárgás égboltú, míg a téli ég tiszta és kékes árnyalatot ölt, a vizsgálat alapján a látvány tökéletesen tükrözi az adott évszakra jellemző légköri kémiai folyamatokat.

A kutatási eredményekről az Amerikai Geofizikai Unió őszi konferenciáján számoltak be, ám remélhetőleg majd részletesebb tanulmány is születik a vizsgálatokról.

Az eredeti cikkek angolul itt1 és itt2 elérhetőek.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: