Saturns "store hvide plet" (Great White Oval): Storme, kemi og observationer
Opdag Saturns "Store hvide plet" — enorme storme, kemiske ændringer (acetylen, fosfin), dramatisk temperaturfald og detaljerede Cassini-observationer.
Den store hvide plet, også omtalt som Great White Spot eller Great White Oval, på Saturn betegner meget store stormsystemer, der kan ses fra Jorden med et almindeligt teleskop. Navnet spiller på Jupiters kendte store røde plet, men fænomenerne er forskellige: hvor Jupiters plet er en langlevende rød anticyklon, er Saturns hvide pletter typisk lysere, kortlivede udbrud, som ofte består af skyer af kondensereede stoffer.
Stormene kan være enorme i målestok — ofte flere tusinde kilometer på tværs — og nogle udbrud vokser så meget, at de til sidst breder sig rundt om hele planeten. Det mest berømte moderne udbrud opstod i 2010–2011; et stort bånd af hvide skyer, omtalt i nogle studier som en «nordlig elektrostatiske forstyrrelse» (fordi stormen medførte øget radio- og plasmabetjening), blev fulgt tæt af Cassini-orbiteren.
Sammensætning og dannelse: Forskere mener, at de hvide pletter skyldes kraftig konvektion, hvor varmere gas stiger op fra dybere lag i atmosfæren og fører ammoniak- og vanddamp med sig. Når disse gasser køler af i de høje lag, kondenserer de til iskrystaller — især ammoniakis — som giver pletterne deres lyse, hvide udseende. De centrale opdriftsområder kan være kolde i forhold til omgivelserne, mens opadstrømningen i sig selv kommer fra varmere dybere zoner.
Observationer fra Cassini og kemiske ændringer: Cassini-missionens instrumenter målte flere interessante ændringer i forbindelse med 2010–2011-stormen. Der blev observeret et fald i acetylens koncentration i de hvide skyer (acetylen), samtidig med en stigning i fosfin (fosfin). I midten af stormen fandt man også et usædvanligt temperaturfald. Disse ændringer giver vigtige spor om de kemiske processer og de vertikale transportmekanismer i Saturns atmosfære.
Elektrisk aktivitet og radioemissioner: Store konvektive storme på Saturn er ledsaget af lyn og radioemissioner; Cassini registrerede øget radio- og plasmavirkning fra området, hvilket hjalp med at kortlægge stormens udvikling og intensitet. Den øgede elektriske aktivitet er en vigtig indikator for kraftig dynamik i atmosfæren.
Hyppighed og historik: Store hvide pletter på Saturn er ikke helt tilfældige: lignende, planetomfattende udbrud er registreret historisk med intervaller på størrelsesordenen et Saturn-år (cirka 29,5 jordår). Kendte udbrud er dokumenteret i årene 1876, 1903, 1933, 1960, 1990 og 2010, hvilket tyder på en tilsyneladende cyklisk forekomst knyttet til sæsonmæssige ændringer i Saturns atmosfære.
Amatørobservationer og betydning: På grund af deres størrelse kan nogle af disse storme ses fra Jorden med effektive amatørteleskoper, og professionelle rumsonder som Cassini har givet detaljerede billeder og spektroskopiske data. Studier af de store hvide pletter er vigtige, fordi de giver indsigt i atmosfærisk dynamik, kemi og energiudveksling på gasplaneter — viden, der også kan anvendes til forståelsen af andre planeter og eksoplaneter.
Forskelle fra Jupiters store røde plet: Kort sagt adskiller Saturns store hvide pletter sig fra Jupiters store røde plet ved at være mere kortvarige og forbundet med kraftig vertikal konvektion og kondensationsskyer (hvide ammoniakskyer), mens Jupiters plet er en vedvarende, dyb anticyklon med et karakteristisk rødligt farvestof.
Fortsatte observationer fra både rumsonder og jordbaserede teleskoper er nødvendige for bedre at kortlægge årsagerne til disse enorme storme, deres kemiske signaturer og deres rolle i den samlede energibalance i Saturns atmosfære.
Saturns store hvide plet.
Forekomst
Pletterne opstår hvert 28,5. jordår. Det er solhverv, når Saturns nordlige halvkugle hælder mest mod solen. Følgende er en liste over registrerede observationer; år med pletter, der er en del af cyklusen, er 1876, 1903, 1933, 1960 og 1990.
- 1876 - Set af Asaph Hall. Han brugte de hvide pletter til at beregne planetens rotationsperiode.
- 1903 - Set af Edward Barnard.
- 1933 - Set af Will Hay, komisk skuespiller og amatørastronom.
- 1960 - Set af J.H. Botham (Sydafrika).
- 1990 - Set af Stuart Wilber, fra 24. september til november.
- 1994 - Set fra Jorden og Hubble-rumteleskopet.
- 2006 - Observeret af Erick Bondoux og Jean-Luc Dauvergne.
- 2010 - Første gang observeret af Anthony Wesley.
Hvorfor der ikke blev registreret nogen steder før 1876 er et mysterium. Det er ligesom den store røde plet, der ikke blev observeret i det 18. og begyndelsen af det 19. århundrede. Den store hvide plet fra 1876 var meget stor og kunne ses selv med små teleskoper. Var de tidligere registreringer blot dårlige, eller var GWS i 1876 virkelig en premiere for teleskopæraen? Nogle mener, at ingen af de to scenarier er sandsynlige.
Mark Kidger har beskrevet tre vigtige mønstre for Great White Spot:
- De store hvide pletter skifter på forskellige breddegrader. Den ene ses i den nordlige tempererede zone (NTZ) eller højere, og den næste ses kun i den ækvatoriale zone (EZ). F.eks. var den store hvide plet i 1960 i NTZ, og i 1990 var den i EZ.
- De store hvide pletter i NTZ forekommer med kortere mellemrum end de store hvide pletter i EZ (hvert 27. år mod hvert 30. år).
- De store hvide pletter i NTZ er meget sværere at se end EZ-pletterne.
Kidger forudser, at den næste store hvide plet vil forekomme i NTZ i 2016, og at den sandsynligvis vil være mindre spektakulær end den store hvide plet fra 1990.
Egenskaber
En "klassisk" Great White Spot er en spektakulær begivenhed. Meget lyse hvide storme lyser op i Saturns normalt kedelige atmosfære. Alle de større er sket på planetens nordlige halvkugle. De begynder normalt som separate "pletter", men bliver derefter hurtigt større i længderetningen, som de store hvide pletter i 1933 og 1990 gjorde det. I 1990 voksede den store hvide plet til at cirkle rundt om hele planeten...
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er den store hvidspætte?
A: Den store hvide plet er en storm på Saturn, som er stor nok til at kunne ses med teleskop fra Jorden.
Q: Hvorfor hedder den den store hvide plet?
A: Den kaldes den store hvide plet, fordi pletterne ser ud til at være hvide, og navnet er baseret på Jupiters store røde plet.
Spørgsmål: Hvor brede kan pletterne være?
Svar: Pletterne kan være flere tusinde kilometer brede.
Spørgsmål: Hvad er den nordlige elektrostatiske forstyrrelse?
Svar: Den nordlige elektrostatiske forstyrrelse er et stort bånd af hvide skyer, der har dækket Saturn siden 2010 og forårsager en stigning i radio- og plasmainterferens.
Sp: Hvad er det, som Cassini orbiter følger?
Svar: Cassini orbiter følger den nordlige elektrostatiske forstyrrelse.
Spørgsmål: Hvad har Cassini-informationerne afsløret om de hvide skyer?
Svar: Cassini-informationerne viser et tab af acetylen i de hvide skyer, en stigning i fosfin og et usædvanligt temperaturfald i midten af stormen.
Spørgsmål: Hvad tror forskerne, at de hvide pletter er lavet af?
Svar: Forskerne mener, at de hvide pletter er lavet af ammoniakis, der er skubbet op af varmere gas gennem toppen af planetens skyer.
Søge