Οι αστρονόμοι παρατήρησαν λεπτομερώς το καλοκαίρι να δίνει τη θέση του στο φθινόπωρο στους δακτυλίους του πλανήτη Κρόνου.
Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις του Κρόνου που έγιναν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ (JWST) τον Νοέμβριο του 2022, μια ομάδα με επικεφαλής τους επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ παρατήρησε μια τάση ψύξης στον αέριο γίγαντα που προκαλείται από ροές αέρα μεγέθους ενός πλανήτη που αντιστρέφουν την κατεύθυνσή τους ως το μακρύ του Κρόνου. αλλάζουν οι εποχές.
«Κανένα διαστημικό σκάφος δεν έχει υπάρξει ποτέ στο παρελθόν για να εξερευνήσει το τέλος του καλοκαιριού και το βόρειο φθινόπωρο του Κρόνου, οπότε ελπίζουμε ότι αυτό είναι απλώς ένα σημείο εκκίνησης», δήλωσε ο καθηγητής Leigh Fletcher στη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Leicester. είπε σε δήλωση. «Η ποιότητα των νέων δεδομένων από το JWST κόβει την ανάσα: σε μια σύντομη σειρά παρατηρήσεων, μπορέσαμε να συνεχίσουμε την κληρονομιά της αποστολής Cassini σε μια εντελώς νέα εποχή του Κρόνου, παρατηρώντας πώς ο καιρός και η ατμοσφαιρική κυκλοφορία ανταποκρίνονται στην κλιματική αλλαγή. αλλαγή του ηλιακού φωτός .
Σχετίζεται με: Οι αστρονόμοι μπορεί να έχουν ανακαλύψει τις πλησιέστερες μαύρες τρύπες στη Γη
Οι αστρονόμοι έκαναν τις παρατηρήσεις τους στον Κρόνο χρησιμοποιώντας το μέσο υπέρυθρο όργανο (MIRI) του JWST, το οποίο τους επέτρεψε να παρατηρήσουν την ατμόσφαιρα του πλανήτη σε υπέρυθρα μήκη κύματος ακριβώς έξω από τη χωρητικότητα των ματιών μας. Το MIRI επέτρεψε στην ομάδα να μετρήσει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας του Κρόνου και να δει τα δακτυλικά αποτυπώματα των χημικών ουσιών που περιέχει, μετρώντας την αφθονία τους ενώ παρατηρούσε τα σύννεφα που αναδεύονται στην κορυφή της ατμόσφαιρας του Κρόνου – τη στρατόσφαιρα.
Ο γίγαντας αέριος πλανήτης, που είναι ο έκτος πλανήτης από τον Ήλιο και είναι γνωστός για τους εντυπωσιακούς δακτυλίους πάγου του, βιώνει εποχές ακριβώς όπως η Γη, επειδή, όπως ο πλανήτης μας, έχει κλίση μακριά από τον ήλιο. Αν και η αξονική κλίση του Κρόνου κατά 26,7 μοίρες είναι παρόμοια με την 23,5 μοίρες του πλανήτη μας, η πολύ ευρύτερη τροχιά του σημαίνει ότι οι εποχές στον αέριο γίγαντα είναι πολύ μεγαλύτερες από αυτές της Γης.
Ο Κρόνος χρειάζεται 29,4 γήινα χρόνια για να περιστραφεί γύρω από τον ήλιο, οδηγώντας σε εποχές που διαρκούν περίπου 7,5 γήινα χρόνια. Αυτές οι νέες παρατηρήσεις του JWST δίνουν στους επιστήμονες νέα εικόνα για αυτές τις εκτεταμένες εποχές και τα φαινόμενα που παίζουν όταν αρχίζουν να αλλάζουν. Οι παρατηρήσεις του JWST συμπληρώνουν τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το διαστημόπλοιο Cassini-Huygens (Cassini) της NASA, το οποίο παρατήρησε τον αέριο γίγαντα πλανήτη για 13 χρόνια κατά τη χειμερινή και ανοιξιάτικη περίοδο του.
Οι νέες παρατηρήσεις του JWST έχουν συγκεντρωθεί σε μια κινούμενη εικόνα που δείχνει πώς η εμφάνιση του γίγαντα αερίου αλλάζει με διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, όπως η μετάβαση από το καλοκαίρι στο φθινόπωρο μπορεί να παρατηρηθεί από το κιτρίνισμα των φύλλων των δέντρων εδώ στη Γη.
Στις εικόνες, οι θερμικές εκπομπές από τον βόρειο πόλο του πλανήτη φαίνονται ως έντονο μπλε, ενώ το κίτρινο χρώμα αντιπροσωπεύει τα φωτεινά, καυτά μέρη της ατμόσφαιρας του Κρόνου. Η αντίθεση στις θερμοκρασίες μπορεί να φανεί από περιοχές με μοβ χρώμα, που αντιπροσωπεύουν τα πιο κρύα και σκοτεινά μέρη της ατμόσφαιρας του πλανήτη. Η περίφημη ταινιωτή εμφάνιση του αέριου γίγαντα πλανήτη είναι ξεκάθαρα ορατή στην παρατήρηση των μηκών κύματος του φωτός στην τροπόσφαιρα του Κρόνου, το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιράς του.
Η κινούμενη εικόνα δείχνει επίσης παρατηρήσεις ορατού φωτός που συλλέχθηκαν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble τον Σεπτέμβριο του 2022. Αυτές εμφανίζονται στο παρασκήνιο σε αντίθεση με τις εικόνες JWST.
Τα δεδομένα του JWST δείχνουν επίσης έναν πολικό κυκλώνα (NPC) πλάτους 1.500 χιλιομέτρων στον βόρειο πόλο του Κρόνου. Αυτό περιβάλλεται από μια μεγάλη περιοχή θερμών αερίων που παρατηρήθηκαν καθώς συγκεντρώθηκαν την άνοιξη στο βόρειο ημισφαίριο του Κρόνου, που ονομάζεται βόρεια πολική στρατοσφαιρική δίνη (NPSV).
Αυτές οι καυτές δίνες στροβιλίζονται στην ανώτερη στρατόσφαιρα του γίγαντα αερίου πλανήτη, όπου θερμάνθηκαν κατά τη θερινή περίοδο του Κρόνου. Το 2025, ο πλανήτης θα βιώσει τη φθινοπωρινή ισημερία, την εποχή που ο ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό του πλανήτη (η Γη έχει τη δική της φθινοπωρινή ισημερία τον Σεπτέμβριο). Καθώς πλησιάζει η φθινοπωρινή ισημερία, το NPSV θα αρχίσει να ψύχεται και να εξαφανίζεται καθώς το βόρειο ημισφαίριο εισέρχεται πλήρως στο φθινόπωρο και σκοτεινιάζει.
Αυτές οι δίνες στην ατμόσφαιρα του Κρόνου έχουν ήδη παρατηρηθεί από κοντά και προσωπικά από το Cassini. Τα δεδομένα υπερύθρων από τις παρατηρήσεις JWST του γίγαντα αερίου, ωστόσο, δείχνουν διαφορετικές κατανομές θερμοκρασίας στη στρατόσφαιρα του Κρόνου σε σύγκριση με αυτές που συνέλεξε αυτό το διαστημόπλοιο, το οποίο συνετρίβη στον γίγαντα αερίου το 2017. Πράγματι, το Cassini πραγματοποίησε τις παρατηρήσεις του κατά τη διάρκεια του βόρειου χειμώνα και της άνοιξης του πλανήτη .
Η κατανομή του αερίου στην ατμόσφαιρα του Κρόνου διέφερε επίσης μεταξύ των παρατηρήσεων JWST και Cassini. Αυτό είναι το αποτέλεσμα του αέρα που αναδύεται από το Νότιο Ημισφαίριο και διασχίζει τον ισημερινό του Κρόνου κατά τη διάρκεια του βόρειου χειμώνα και του νότιου καλοκαιριού καθώς το διαστημικό σκάφος της NASA έκανε τις παρατηρήσεις του. Αυτή η διαδικασία αντιστράφηκε κατά τη διάρκεια του βόρειου καλοκαιριού και του νότιου χειμώνα, κατά τη διάρκεια του οποίου το JWST παρατήρησε τον πλανήτη, επιτρέποντας στο ισχυρό διαστημικό τηλεσκόπιο να παρατηρήσει αέρια φτωχά σε υδρογονάνθρακες που ρέουν από τα βόρεια προς τα νότια του Κρόνου.
ΣΧΕΤΙΚΑ ΙΣΤΟΡΙΑ:
— Η θέα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb για τον Τιτάνα, το πιο παράξενο φεγγάρι του Κρόνου, ενθουσιάζει τους επιστήμονες
— Ο Κρόνος φαίνεται απίστευτος σε αυτές τις ακατέργαστες εικόνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (φωτογραφίες)
— Οι δακτύλιοι του Κρόνου είναι υπέροχοι στην πρώτη φωτογραφία του γίγαντα αερίου που τραβήχτηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
Ο Κρόνος επιλέχθηκε ως ο πρώτος στόχος του ηλιακού συστήματος από το JWST για να δοκιμάσει τις δυνατότητες του τηλεσκοπίου 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων, επειδή ο φωτεινός περιστρεφόμενος πλανήτης αποτελεί πρόκληση για τα μικρά οπτικά πεδία του οργάνου MIRI. Το MIRI μπορεί να παρατηρήσει μόνο ένα μικρό κομμάτι του Κρόνου τη φορά λόγω της φωτεινότητας του πλανήτη σε σύγκριση με ορισμένους από τους άλλους στόχους του, οι οποίοι συχνά απέχουν δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Η δύσκολη φύση αυτής της έρευνας σημαίνει ότι ο σχεδιασμός για αυτές τις παρατηρήσεις του Κρόνου βρισκόταν στα σκαριά για περίπου 8 χρόνια πριν από το 2022. Ακόμη και με σχεδόν μια δεκαετία σχεδιασμού, ο Fletcher είπε ότι αυτός και η ομάδα έμειναν έκπληκτοι από την ποιότητα των δεδομένων που παρείχε η JWST , με τον καθηγητή του Πανεπιστημίου του Leicester να περιγράφει το έργο ως κορυφαίο σταδιοδρομία.
«Το JWST μπορεί να δει σε μήκη κύματος φωτός απρόσιτα σε οποιοδήποτε προηγούμενο διαστημόπλοιο, παράγοντας ένα εξαιρετικό σύνολο δεδομένων που ανοίγει την όρεξη για τα επόμενα χρόνια», είπε ο Fletcher. “Αυτή η εργασία στον Κρόνο είναι μόνο η πρώτη σε ένα πρόγραμμα για την παρατήρηση των τεσσάρων γιγάντιων πλανητών και το JWST προσφέρει μια ικανότητα πέρα από οτιδήποτε είχαμε στο παρελθόν – εάν μπορούμε να πάρουμε τόσες πολλές νέες ανακαλύψεις από μια μόνο παρατήρηση ενός μοναδικού κόσμου , φανταστείτε τι ανακαλύψεις σας περιμένουν;
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύεται στο Journal of Geophysical Research Planets.