Saturnus hexagon

En närmare titt (2016)

Saturnus hexagon är ett ihållande ungefär hexagonalt molnmönster runt nordpolen av planeten Saturnus , beläget vid cirka 78°N. Hexagonens sidor är cirka 14 500 km (9 000 mi) långa, vilket är cirka 2 000 km (1 200 mi) längre än jordens diameter . Hexagonen kan vara lite mer än 29 000 km (18 000 mi) bred, kan vara 300 km (190 mi) hög och kan vara en jetström gjord av atmosfäriska gaser som rör sig i 320 km/h (200 mph). Den roterar med en period på 10h 39m 24s , samma period som Saturnus radioutsläpp från dess inre. Hexagonen förskjuts inte i longitud som andra moln i den synliga atmosfären.

Saturnus hexagon upptäcktes under Voyager-uppdraget 1981, och återbesöktes senare av Cassini-Huygens 2006. Under Cassini -uppdraget ändrades hexagonen från en mestadels blå färg till mer av en gyllene färg. Saturnus sydpol har ingen hexagon, vilket verifierats av Hubble -observationer. Den har dock en virvel , och det finns också en virvel inne i den norra hexagonen. Flera hypoteser för det hexagonala molnmönstret har utvecklats.

Upptäckt

Saturnus polära hexagon upptäcktes av David Godfrey 1987 genom att sammanföra flygförbi-vyer från 1981 Voyager-uppdraget och återbesöktes 2006 av Cassini-uppdraget .

Cassini kunde bara ta termiska infraröda bilder av hexagonen tills den övergick i solljus i januari 2009. Cassini kunde också ta en video av det hexagonala vädermönstret medan han färdades i samma hastighet som planeten, och registrerade därför endast rörelsen av hexagonen.

Saturnus avbildad genom ett 6" teleskop som visar den polära hexagonen

Efter upptäckten, och efter att den kom tillbaka i solljuset, lyckades amatörastronomer få bilder som visar hexagonen från jorden, även med blygsamma teleskop.

Färg

2013 och 2017: hexagonfärgförändringar

Mellan 2012 och 2016 ändrades hexagonen från en mestadels blå färg till mer av en gyllene färg. En teori för detta är att solljus skapar dis då stolpen utsätts för solljus på grund av årstidens förändring. Dessa förändringar observerades av rymdfarkosten Cassini .

Förklaringar till hexagonform

Falsk färgbild från Cassini-sonden av den centrala virveln djupt inne i hexagonformationen

En hypotes, utvecklad vid Oxford University, är att hexagonen bildas där det finns en brant latitudinell gradient i hastigheten för de atmosfäriska vindarna i Saturnus atmosfär. Liknande regelbundna former skapades i laboratoriet när en cirkulär tank med vätska roterades med olika hastigheter i dess centrum och periferi. Den vanligaste formen var sexsidig, men även former med tre till åtta sidor tillverkades. Formerna bildas i ett område med turbulent flöde mellan de två olika roterande vätskekropparna med olika hastigheter. Ett antal stabila virvlar av liknande storlek bildas på den långsammare (södra) sidan av vätskegränsen och dessa interagerar med varandra för att sprida sig jämnt runt omkretsen. Närvaron av virvlarna påverkar gränsen att röra sig norrut där var och en är närvarande och detta ger upphov till polygoneffekten. Polygoner bildas inte vid vindgränser om inte hastighetsskillnaden och viskositetsparametrarna ligger inom vissa marginaler och därför inte finns på andra troliga platser, som Saturnus sydpol eller Jupiters poler.

Andra forskare hävdar att labbstudier visar virvelgator , en serie virvlar i spiral som inte observerats i Saturnus hexagon. Simuleringar visar att en grund, långsam, lokaliserad slingrande jetström i samma riktning som Saturnus rådande moln kan matcha de observerade beteendena hos Saturnus hexagon med samma gränsstabilitet.

Att utveckla barotropisk instabilitet hos Saturnus nordpolära hexagonala cirkumpolära jet (Jet) plus North Polar Vortex (NPV)-system producerar en långlivad struktur som liknar den observerade hexagonen, vilket inte är fallet med Jet-only-systemet, som studerades i detta sammanhang i ett antal uppsatser i litteratur. Den nordpolära virveln (NPV) spelar således en avgörande dynamisk roll för att stabilisera hexagonstrålar. Inverkan av fuktig konvektion, som nyligen föreslogs vara ursprunget till Saturnus nordpolära virvelsystem i litteraturen, undersöks inom ramen för den barotropiska roterande gruntvattenmodellen och ändrar inte slutsatserna.

En matematisk studie 2020 vid California Institute of Technology, Andy Ingersoll-laboratoriet fann att ett stabilt geometriskt arrangemang av polygonerna kan uppstå på vilken planet som helst när en storm omges av en ring av vindar som vänder sig i motsatt riktning mot själva stormarna, kallad en anticyklonring, eller anticyklonisk skärmning. Sådan avskärmning skapar en virvelgradient i bakgrunden av en granncyklon, vilket orsakar ömsesidig avstötning mellan cyklonerna (liknande effekten av betadrift ). Även om den uppenbarligen är avskärmad, kan den polära cyklonen på Saturnus inte hålla ett polygonalt mönster av cirkumpolära cykloner som Jupiters på grund av den större storleken och långsammare vindhastigheten hos Saturnus polära cyklon.

Se även

• Titaniska polära virvlar

externa länkar

• på YouTube
• Saturn Revolution 175 , Cassini-bilder, 27 november 2012
• Saturnus konstiga hexagon – i levande färg! – Universum idag
• Edge of the hexagon från Planetary Photojournal
• Saturnus Hexagon kommer till ljuset , APOD 22 januari 2012
• I mitten av Saturnus nordpolära virvel , dagens astronomibild – 4 december 2012
• Video av hexagonens rotation från NASA
• NASA:s rymdfarkost Cassini får bästa utsikt över Saturnus Hexagon (4 december 2013)
• Animerad virvelvy (TPS)
• Hexagon bild
• Saturnus hexagon replikeras i laboratoriet , video
• Hexagon ändrar färg (21 oktober 2016)