Student World

***tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 16/2011

Dalekohled ESO/VLT a kosmická sonda Cassini (NASA) spojily své síly, aby detailně prozkoumaly neobvyklou bouři v atmosféře planety Saturn.Studie provedená mezinárodním týmem vědců byla zveřejněna minulý týden v odborném časopise Science.

Atmosféra planety Saturn obvykle vypadá klidně. Ale zhruba jednou za Saturnův rok (každých třicet pozemských let), když na severní polokouli planety nastane jaro, se hluboko pod oblačným příkrovem odehraje něco, co způsobí dramatickou změnu vzhledu celé planety .
 
Poslední bouře na Saturnu byla poprvé identifikována v rádiové oblasti pomocí přístrojů na palubě kosmické sondy Cassini [1], která se v současnosti pohybuje po oběžné dráze kolem planety. V prosinci 2010 ji vizuálně pozorovali amatérští astronomové ze Země a nedávno byla detailně zkoumána pomocí kamery pro infračervenou oblast VISIR [2] na dalekohledu VLT. Pozorování probíhalo paralelně s měřením prováděným přístrojem CIRS na palubě sondy Cassini.  
 
Jedná se již o šestou takto mohutnou bouři, která byla na Saturnu zaznamenána od roku 1876. Poprvé však máme příležitost sledovat její vývoj kosmickými prostředky z oběžné dráhy kolem planety Saturn a zároveň je to první bouře na Saturnu, která je detailně zkoumána v oboru tepelného (infračerveného) záření, které umožňuje sledovat změny teploty. 

„Tato atmosférická porucha na severní polokouli Saturnu dala vzniknout mohutné, dynamicky se měnící oblačnosti, která se rychle rozšířila kolem celé planety,“ vysvětluje Leigh Fletcher (University of Oxford, UK), vedoucí autor studie. „Fakt, že máme k dispozici paralelní pozorování pomocí VLT a sondy Cassini nám dává velkou šanci najít mezi nimi souvislost. Předchozí výzkumy těchto bouří byly postaveny na pozorování viditelného světla odraženého od horního patra oblačnosti, ale nyní máme poprvé k dispozici data v infračervené oblasti spektra, což nám umožní pohlédnout do skrytých oblastí v atmosféře a měřit změny teploty nebo rychlosti proudění, které celý jev doprovázejí.“
 
Původ bouře leží patrně hluboko pod viditelnou hranicí atmosféry, v oblacích vodní páry. Zde dojde k jevu, který je velmi podobný pozemské bouřce. Vytvoří se mohutný vzestupný konvektivní proud, jehož vrcholek při svém pohybu vzhůru prorazí jinak poklidné horní vrstvy Saturnovy atmosféry. Tato porucha následně interaguje s rychlým západním či východním prouděním v horních vrstvách atmosféry a způsobí zde výrazné změny teploty.  

„Naše nová pozorování ukazují, že bouře má dramatický vliv na celou atmosféru planety, ovlivňuje transport energie a hmoty na velké vzdálenosti, mění směr proudění větru, způsobuje ‚meandrující tryskové proudění‘ (meandering jet stream) a vytváří mohutné víření, čímž narušuje jinak pomalou sezónní variaci v Saturnově atmosféře,“ dodává Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA), jeden ze členů týmu.

Na snímcích z přístroje VISIR byla pozorována řada neočekávaných jevů, jeden z nich byl pojmenován ‚stratospheric beacon‘ (stratosférická bóje). Jedná se o výrazné změny teploty vysoko v Saturnově atmosféře, asi 250–300 km nad vrcholky oblaků spodní vrstvy atmosféry, které ukazují, jak vysoko sahají efekty spojené s bouří. Teplota v Saturnově stratosféře je v tomto ročním období obvykle kolem -130°C, bóje však mají teplotu o 15 – 20 °C vyšší.

Ve viditelném světle jsou tyto útvary úplně neviditelné, ale v tepelném záření detekovaném přístrojem VISIR mohou kompletně přezářit zbytek planety. Dosud nikdy nebyly identifikovány a astronomové si nejsou jistí, jestli se jedná o obvyklé útvary doprovázející tyto bouře.
 
„Když nám ESO umožnila posunout plánovaný čas našeho pozorování a provést jej již na počátku roku 2011, byli jsme velmi šťastni. Díky tomu jsme mohli bouři sledovat co nejdříve. Bylo také velkým štěstím, že sonda Cassini mohla pozorovat ve stejném čase jako my, takže máme k dispozici snímky z VLT a spektroskopii z přístroje CIRS pro srovnání,“ uzavírá Leigh Fletcher. „V pozorování tohoto jevu, který se odehraje jednou za generaci, pokračujeme.“

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

Poznámky

[1] Sonda Cassini-Huygens je společným projektem americké NASA, Evropské kosmické agentury ESA a Italské kosmické agentury. Projekt pro NASA Science Mission Directorate (Washington, DC.) řídí NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, California) divize California Institute of Technology.

[2] VISIR je kamera a spektrometr dalekohledu VLT pro střední infračervenou oblast. Přístroj byl postaven ve spolupráci CEA/DAPNIA/SAP a NFRA/ASTRON.

[3] CIRS (Composite Infrared Spectrometer) je jedním z přístrojů na palubě sondy Cassini. Zařízení zkoumá tepelné vyzařování a je schopno na základě svých měření rozpoznávat složení sledovaného objektu.

autor Jiří Srba