Голямото бяло петно на Сатурн: бури, състав и наблюдения от Касини
Разкрийте тайната на Голямото бяло петно на Сатурн — бурите, съставът и откритията на Касини: амонячен лед, фосфин и температурни аномалии.
Голямото бяло петно, известно също като Голям бял овал на Сатурн, е общо наименование за масивни атмосферни бури, толкова големи, че могат да бъдат наблюдавани с обикновен телескоп от Земята. Името идва по аналогия с Голямото червено петно на Юпитер. Тези явления се проявяват като ярки, бели области в горните слоеве на атмосферата и често покриват повърхности с размери от няколко хиляди километра.
Как изглеждат и защо са бели
Белият цвят на петната идва главно от отразяването на слънчевата светлина от ледени кристали в горните слоеве на облачната покривка. Смята се, че върховете на тези облаци са богати на амонячен лед, изтласкан нагоре от по-топъл, дълбоко разположен газ. При мощно конвективно изригване тези материали се издигат бързо и образуват високи, ярки купчести облаци, видими като широки бели пояси или овали.
Причини, химичен състав и ефекти
Атмосферните процеси в рамките на бурите променят химичното равновесие в атмосферата на планетата. Наблюденията от орбиталния апарат "Касини" показаха специфични изменения в състава на газовете в зоната на бурята: загуба на ацетилен, увеличаване на количеството на фосфина и продължителен, необичаен спад на температурата в центъра на изригването (докладван чрез инфрачервени измервания). Тези промени се тълкуват като резултат от вертикалното изместване на газове и частици от дълбоките, по-топли слоеве към горните, по-студени слоеве на атмосферата.
Наблюдения от "Касини" и радиоизлъчвания
От 2010 г. насам голяма ивица от бели облаци — част от глобално изригване в северното полукълбо — беше подробно проследена от орбиталния апарат "Касини". "Касини" регистрира не само видими изменения в облачната структура, но и силно увеличение на радиоизлъчванията от мълнии (наричани Saturn Electrostatic Discharges — SEDs), както и промени в плазмената активност около планетата, свързани с бурята (в статията по-горе тези явления са споменати като увеличение на радио- и плазмените смущения). През април 2011 г. беше регистрирано второ, по-силно изригване в рамките на същата буря, което доведе до създаването на дълга, тъмна "шлейфова" зона — следа в атмосферата, която обиколи планетата.
История и периодичност
Големите бели петна на Сатурн са наблюдавани от Земята от XIX век и изглежда имат периодичност приблизително един път на сатурнови сезони (приблизително на всеки ~30 земни години), макар да има вариации в относителната сила и място на появата. Някои от бурите са локализирани, други — планетарнообхватни, като случаят през 2010–2011 г., при който ефектите бяха видими и в множество дължини на вълната.
Защо учените ги следят
- Тези бури дават пряк поглед върху динамиката на дълбоките атмосферни слоеве на газовите гиганти.
- Промените в химичния състав и в температурния профил помагат да се изследват вертикалните потоци и процесите на смесване в атмосферата.
- Радио- и плазмените сигнали, свързани с мълнии, допринасят за разбирането на електрическата активност и взаимодействието между атмосферните и магнитосферните процеси.
Продължаващият анализ на данните от "Касини" и наземните наблюдения помага за изграждането на по-добри модели на образуване, развитие и изчезване на тези гигантски атмосферни явления, както и за разбирането на общите закони, управляващи атмосферите на газовите планети.
Голямото бяло петно на Сатурн.
Случайност
Петната се появяват на всеки 28,5 земни години. Това е слънцестоенето, когато северното полукълбо на Сатурн се накланя най-много към Слънцето. По-долу е даден списък на регистрираните наблюдения; годините с петна, които са част от цикъла, са 1876, 1903, 1933, 1960 и 1990 г.
- 1876 г. - видян от Асаф Хол. Той използва белите петна, за да изчисли периода на въртене на планетата.
- 1903 г. - видян от Едуард Барнард.
- 1933 г. - Видян от Уил Хей, комедиен актьор и любител астроном.
- 1960 г. - Видяно от J.H. Botham (Южна Африка).
- 1990 г. - гледано от Стюарт Уилбър, от 24 септември до ноември.
- 1994 г. - Поглед от Земята и космическия телескоп Хъбъл.
- 2006 г. - наблюдавана от Erick Bondoux и Jean-Luc Dauvergne.
- 2010 г. - За първи път е наблюдавано от Антъни Уесли.
Защо преди 1876 г. няма регистрирани петна, е загадка. Това е подобно на прекъсването на наблюденията на Голямото червено петно през 18-ти и началото на 19-ти век. Голямото бяло петно от 1876 г. е било много голямо и е можело да се види дори с малки телескопи. Дали по-ранните записи са били просто лоши, или Голямото бяло бяло през 1876 г. е наистина първото за ерата на телескопите? Някои смятат, че нито един от двата сценария не е вероятен.
Марк Кидгер е описал три важни модела на Голямото бяло петно:
- Големите бели петна се редуват по географска ширина. Едното се наблюдава в Северната умерена зона (СУЗ) или по-високо, а следващото - само в Екваториалната зона (ЕЗ). Например през 1960 г. Голямото бяло петно е било в НТЗ, а през 1990 г. - в ЕЗ.
- Големите бели петна в НТЗ се появяват на по-кратки интервали от големите бели петна в ЕЗ (на всеки 27 години срещу на всеки 30 години).
- Големите бели петна в НТЗ се виждат много по-трудно, отколкото петната в ЕЗ.
Кидгер прогнозира, че следващото Голямо бяло петно ще се случи в НТЗ през 2016 г. и вероятно ще бъде по-малко впечатляващо от Голямото бяло петно през 1990 г.
Характеристики
"Класическото" Голямо бяло петно е грандиозно събитие. Много ярки бели бури осветяват обикновено скучната атмосфера на Сатурн. Всички големи такива са се случили в северното полукълбо на планетата. Обикновено те започват като отделни "петна", но след това бързо се увеличават по дължина, както се случи с Големите бели петна през 1933 и 1990 г. През 1990 г. Голямото бяло петно се разраства и обикаля цялата планета.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява голямото бяло петно?
О: Голямото бяло петно е буря на Сатурн, която е достатъчно голяма, за да се види с телескоп от Земята.
В: Защо се нарича Голямо бяло петно?
О: Нарича се Голямото бяло петно, защото петната изглеждат бели, а името е базирано на Голямото червено петно на Юпитер.
В: Колко широки могат да бъдат петната?
О: Петната могат да бъдат широки няколко хиляди километра.
В: Какво представлява Северното електростатично смущение?
О: Северното електростатично смущение е голяма ивица от бели облаци, която покрива Сатурн от 2010 г. насам и причинява увеличаване на радио- и плазмените смущения.
В: Какво следи орбиталният апарат "Касини"?
О: Орбиталният апарат "Касини" следи Северното електростатично смущение.
В: Какво разкри информацията от "Касини" за белите облаци?
О: Информацията на "Касини" показва загуба на ацетилен в белите облаци, увеличаване на фосфина и необичаен спад на температурата в центъра на бурята.
В: От какво според учените са направени белите петна?
О: Учените смятат, че белите петна са направени от амонячен лед, изтласкан от по-топъл газ през върховете на облаците на планетата.
обискирам