Die Auswirkungen der riesigen Saturnstürme halten Jahrhunderte an

Die riesigen Stürme des Saturn hinterlassen Spuren von Ammoniak in der unteren Atmosphäre, die noch Jahrhunderte bestehen bleiben, nachdem der Sturm ausgebrochen ist.

Alle ein bis zwei Jahrzehnte erzeugt Saturn einen wirklich gewaltigen Sturm. Winde tosen mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.000 Meilen pro Stunde, Gewitterwolken ziehen sich um den ganzen Planeten und Hagel aus Ammoniak prasselt nach unten. Der Sturm ließ nach mehr als sechs Monaten endlich nach, aber seine Auswirkungen auf die Saturnatmosphäre werden laut einer aktuellen Studie eines Planetenforschers der University of Michigan noch viel länger anhalten. Cheng Li und Kollegen. Sie haben kürzlich herausgefunden, dass die riesigen Stürme des Saturn Ammoniakdampf tief in die Atmosphäre des Planeten transportieren, wo er jahrhundertelang verweilen kann, wie ein Fingerabdruck, der den Durchgang eines Sturms markiert.

Lee und Kollegen veröffentlichten ihre Forschung im Tagebuch Die Wissenschaft schreitet voran.

Wie riesige Stürme ihre Spuren am Himmel hinterlassen

Die obere Saturnwolke besteht hauptsächlich aus Ammoniak (einem Stickstoffatom, das an drei Wasserstoffatome gebunden ist), das in einer Wasserstoffatmosphäre schwebt. In tieferen, wärmeren Höhen bestehen die Wolken größtenteils aus Wasser. Doch in Daten des Very Large Array-Radioteleskops entdeckten Li und seine Kollegen Radioemissionen von Ammoniakflecken, die in den unteren Schichten der Saturnatmosphäre eingeschlossen waren, wo sie normalerweise nicht sein sollten.

Ammoniak war fehl am Platz und driftete auf dem 43. Grad nördlicher Breite, wo die NASA-Raumsonde Cassini (RIP) 2010 einen riesigen, planetenumspannenden Sturm erlebte (Saturns Winde wehen hauptsächlich nach Osten und Westen, weshalb riesige Stürme in der Regel lang und schmal sind – und warum seltsame Merkmale in der Atmosphäre dazu neigen, auf demselben Breitengrad zu bleiben, auf dem sie entstanden sind).

Der Sturm dauerte etwas mehr als sechs Monate und Lee und seine Kollegen sagen, dass er Ammoniak aus hochgelegenen Wolken in die unteren Schichten der Atmosphäre beförderte – wo es jetzt gefangen ist.

Anhand von VLA-Daten entdeckten Lee und seine Kollegen mehrere weitere Streifen fehlgeleiteten Ammoniaks in der unteren Saturnatmosphäre. Es stimmte größtenteils mit den Breitengraden der fünf anderen massiven Stürme überein, die Astronomen seit 1876 in der Umlaufbahn um Saturn beobachtet hatten. Dies bedeutet, dass einige der Ammoniakwolken seit fast 120 Jahren in der unteren Atmosphäre des Saturns gefangen waren.

Ein Ammoniakfleck, den Lee und seine Kollegen entdeckten, passt zu keinem der aufgezeichneten Stürme und ist daher möglicherweise mehr als 150 Jahre alt: ein wolkiger Abdruck eines Sturms, den das menschliche Auge noch nie gesehen hat.

Mushballs sind der seltsamste und erstaunlichste Niederschlag

Ein Teil der Erklärung könnte darin liegen, was Lee und seine Kollegen „Pfannkuchenbällchen“ nennen: kleine Schneebällchen mit einer flüssigen Mischung aus Ammoniak und Wasser darin (wie Gushers, abgesehen von den Aromen und dem Gift). Pilzbälle fallen aus Gewitterwolken in die oberen Schichten der Saturn-Superstürme und befördern Ammoniak tiefer in die Atmosphäre.

Nach einem Sturm bleibt die obere Atmosphäre eine Zeit lang warm; Es ist auch trocken, nachdem ich eine Menge Ammoniak in meine Pilzbällchen geschüttet habe. Eine Zeit lang sind die oberen Schichten der Atmosphäre viel wärmer als die darunter liegenden Schichten, und diese warme, trockene Luft fungiert als Decke und hält die Ammoniakwolken in der darunter liegenden Schicht gefangen.

Selbst ein Sturm, der so massiv und stark ist wie die Knotenstürme des Saturn, kann nicht für immer Spuren in den Wolken hinterlassen. Schließlich werden die Turbulenzen in der Atmosphäre des Saturn dazu führen, dass sich die heiße Luft des Sturms mit kühlerer Luft aus anderen Breitengraden vermischt, und die eingeschlossenen Ammoniakwolken werden frei aufsteigen können. Endlich wird ein weiterer Sturm kommen.

Was machen wir jetzt?

Als Lee und seine Kollegen die Spuren von eingeschlossenem Ammoniak untersuchten, die riesige Stürme auf dem Saturn hinterlassen hatten, stellten sie fest, dass jeder „Fußabdruck“ dazu neigte, sich in zwei Teile zu teilen. Ein Ammoniakfleck driftet vom Breitengrad des Sturms nach Norden, während der andere nach Süden driftet. Dies ist eines der Dinge, die sie mit zukünftigen Beobachtungen genauer untersuchen wollen.

Es ist schwer, das Wetter hier auf der Erde vorherzusagen, geschweige denn auf einem so turbulenten außerirdischen Planeten wie dem Saturn, aber die Geschichte deutet darauf hin, dass in den nächsten 10 bis 20 Jahren ein weiterer riesiger Sturm ausbrechen und den Planeten umhüllen wird. Wenn das passiert, hoffen Li und seine Kollegen, dass Astronomen und Planetenforscher untersuchen werden, wie sich der Sturm entwickelt und was danach mit der Saturnatmosphäre passiert.

In der Zwischenzeit plant das Team, im Jahr 2025 die südliche Hemisphäre des Saturn zu untersuchen. Die VLA-Daten, die Li und Kollegen in ihrer neuesten Studie verwendeten, decken nur die nördliche Hemisphäre des Planeten ab, da die Neigung der Saturnachse derzeit bedeutet, dass die südliche Hemisphäre schrecklich verborgen ist. Hinter den ikonischen Ringen des Planeten. Bis 2025 wird sich Saturn an einem anderen Punkt seiner Umlaufbahn befinden und Teleskope auf der Erde werden in der Lage sein, die südliche Hemisphäre zu sehen.

Alle riesigen Stürme, die Astronomen bisher beobachtet haben, ereigneten sich auf der nördlichen Hemisphäre des Planeten. Daher gehen Lee und seine Kollegen davon aus, dass sie, wenn sie Recht haben, im Süden keine eingeschlossenen Ammoniakflecken sehen sollten.