Saturni suur valge laik — hiiglaslikud tormid, koostis ja teke
Avasta Saturni Suur Valge Laik: hiiglaslikud tormid, koostis (ammoniaagijää, fosfiin), teke ja Cassini avastused — tormide mehhanismid ja ajalugu.
Suur valge laik, mida mõnikord nimetatakse ka Suureks valgeks ovaaliks Saturnil, on nimetus väga suurteks tormisüsteemideks, mis on nii laiad ja eredalt nähtavad, et neid saab jälgida Maalt teleskoobiga. Nimetus viitab sarnasusele Jupiteri Suure Punase Täpiga, kuid Saturni laigud on tavaliselt ajutised ja tekivad perioodiliste hiigeltormidena.
Mis see on ja kui suurad nad võivad olla
Need valged laigud on intensiivse konvektsiooni produkt: kuumad, sügavatest kihtidest pärinevad gaasid tõusevad üles ja kondenseeruvad kõrgematesse pilvekihtidesse, moodustades heledad ammoniaagi- ja teiste jääkristallide pilveribad. Laigud võivad ulatuda mitme tuhande kilomeetri laiusteni ja mõnikord ka hõlmata piki Saturni paralleeli sadadeid või isegi terve planeedi ümberringi kestaid vöötmeid.
Teke ja koostis
Teadlased usuvad, et nähtava valge värvuse annab peamiselt ammoniaagi jää, mis kondenseerub siis, kui sügavamast, soojemast gaasist tõuseb üles. See soojem gaas puurib läbi tavapäraste pilvekihiti ja toob pinnale aineid, mida muidu kõrgemates kihtides ei oleks. Vertikaalne segunemine selgitab ka mõõdetud keemilisi muutusi: Cassini-missiooni andmed näitasid näiteks, et valgete pilvede piirkonnas väheneb atsetüleen ja suureneb fosfiin, mis viitab sügavamast pärit aine ülesvoolule ja aktiivsetele keemilistele protsessidele.
2010–2011 torm ja Cassini vaatlus
2010. aastal tekkis Saturnil üks suuremaid ja pikaajalisemaid valgete laikude sündmusi, mis kestis 2010–2011 ja oli hästi jälgitav nii maapealsete teleskoopidega kui ka orbiteriga Cassini. Cassini instrumendid (näiteks pildistaja, infrapunaspektromeeter ja raadio- ning plasmainstrument) dokumenteerisid tormi arengut, selle valgus- ja keemiamuutusi ning raadiohäirete suurenemist, mis viitas intensiivsele äikesetegevusele. Tormi keskel registreeriti ka ebatavaline temperatuurilangus, mis võib olla põhjustatud kiirest tõusust ja adiabaatilisest jahenemisest suurete konvektsioonisulgetega seotud piirkondades.
Erinevus Jupiteri Suure Punase Täpi ja Saturni valgete laikude vahel
Kuigi nimi viitab Jupiteri tuntud kujutisele, on oluline eristada: Suure Punase Täpi on püsiv (sajandeid kestnud) antitsükloniline vortex Jupiteril, samas kui Saturni suured valged laigud on tavaliselt ajutised, korduvad sündmused, mis tekivad umbes iga Saturni aasta järel — ligikaudu iga 28–30 Maa-aastat —, kui atmosfääritingimused soodustavad suuremahulist konvektsiooni.
Vaatlus ja tähtsus
Suured valged laigud on tähtsad, sest need annavad harukordse võimaluse uurida Saturni atmosfääri sügavamaid kihte ja keemiat. Kui tormid toimuvad, hakkavad nad mõjutama planeedi globaalset tuulemustrit ja keemilist koostist laiemalt. Suured sündmused, nagu 2010–2011 torm, muutuvad sageli nähtavaks ka harrastusteleskoopidele ning aitavad kombineerida ruumi- ja maapealseid vaatlusi atmosfääri dünaamika ja keemia paremini mõistmiseks.
Saturni suur valge laik.
Esinemine
Täpid toimuvad iga 28,5 Maa-aasta tagant. See on pööripäev, mil Saturni põhjapoolkera kallutab kõige rohkem Päikese poole. Järgnevalt on esitatud nimekiri registreeritud vaatlustest; tsüklisse kuuluvad aastad, mil tähti on täheldatud, on 1876, 1903, 1933, 1960 ja 1990.
- 1876 - näinud Asaph Hall. Ta kasutas valgeid laike planeedi pöörlemisperioodi arvutamiseks.
- 1903 - näinud Edward Barnard.
- 1933 - Näeb Will Hay, koomiline näitleja ja amatöörastronoom.
- 1960 - J.H. Botham (Lõuna-Aafrika Vabariik).
- 1990 - näinud Stuart Wilber, 24. septembrist kuni novembrini.
- 1994 - Maalt ja Hubble'i kosmoseteleskoobist vaadatuna.
- 2006 - vaatlejad Erick Bondoux ja Jean-Luc Dauvergne.
- 2010 - Esimest korda täheldas Anthony Wesley.
Miks enne 1876. aastat ei olnud ühtegi laiku registreeritud, on mõistatus. See on nagu katkend Suure Punase Laigu vaatluste vahel 18. sajandil ja 19. sajandi alguses. 1876. aasta Suur Valge Laik oli väga suur ja seda võis näha isegi väikeste teleskoopidega. Kas varasemad andmed olid lihtsalt kehvad või oli 1876. aasta GWS tõesti esimene teleskoopide ajastul? Mõned arvavad, et kumbki stsenaarium ei ole tõenäoline.
Mark Kidger on kirjeldanud kolme olulist Great White Spot'i mustrit:
- Suurte valgete laikude asukohad vahelduvad laiuskraadide lõikes. Ühte võib näha põhjapoolses parasvöötmes (NTZ) või kõrgemal, teist aga ainult ekvatoriaalvööndis (EZ). Näiteks 1960. aastal oli Suur Valge Laik NTZ-s ja 1990. aastal EZ-s.
- NTZ suured valged laigud toimuvad lühema intervalliga kui EZ suured valged laigud ( iga 27 aasta tagant võrreldes iga 30 aasta tagant).
- NTZ suuri valgeid laike on palju raskem näha kui EZ laike.
Kidger ennustab, et järgmine Suur Valge Laik leiab aset 2016. aastal NTZ-s ja on tõenäoliselt vähem suurejooneline kui 1990. aasta Suur Valge Laik.
Omadused
"Klassikaline" Suur Valge Laik on suurejooneline sündmus. Väga eredad valged tormid valgustavad Saturni tavaliselt tuhmi atmosfääri. Kõik suuremad neist on toimunud planeedi põhjapoolkeral. Need algavad tavaliselt eraldi "laikudena", kuid muutuvad seejärel kiiresti suuremaks, nagu 1933. ja 1990. aasta suured valged laigud. 1990. aastal kasvas Suur Valge Laik nii suureks, et ümbritses kogu planeeti.
Küsimused ja vastused
K: Mis on suur valgepistrik?
V: Suur valge laik on torm Saturnil, mis on piisavalt suur, et seda saaks Maalt teleskoobiga näha.
K: Miks nimetatakse seda Suureks valgeks laiguks?
V: Seda nimetatakse Suureks valgeks laiguks, sest laigud näivad olevat valged ja nimi on tuletatud Jupiteri Suurest Punasest Laigust.
K: Kui laiad võivad laigud olla?
V: Laigud võivad olla mitu tuhat kilomeetrit laiad.
K: Mis on põhjapoolne elektrostaatiline häire?
V: Põhjapoolne elektrostaatiline häire on suur valgete pilvede riba, mis on alates 2010. aastast katnud Saturni ja põhjustab raadio- ja plasmahäireid.
K: Mida jälgib Cassini orbiter?
V: Cassini orbiter jälgib põhjapoolset elektrostaatilist häiret.
K: Mida on Cassini andmed valgete pilvede kohta paljastanud?
V: Cassini andmed näitavad atsetüleeni kadumist valgetes pilvedes, fosfiini suurenemist ja ebatavalist temperatuuri langust tormi keskel.
K: Millest teadlased usuvad, et valged laigud on tehtud?
V: Teadlased usuvad, et valged laigud on tehtud ammoniaagi jääst, mida soojem gaas surub üles läbi planeedi pilvede tippude.
Otsige