Pohled do nitra obří Saturnovy bouře

ESO 016/11 tisková zpráva

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 tento 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 (eso9014).
 
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.”

Zdroj

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.

Další informace

Výzkum je prezentován v článku, který vyšel 19. května 2011 v časopise Science.

Máte-li zájem získat kopii článku z časopisu Science, kontaktujte prosím 'Science Press Package office' na adrese scipak@aaas.org nebo telefonicky +1 202 326 6440.

Složení týmu: Leigh N. Fletcher (University of Oxford, UK), Brigette E. Hesman (University of Maryland, USA), Patrick G.J. Irwin (University of Oxford), Kevin H. Baines (University of Wisconsin-Madison, USA), Thomas W. Momary (Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, USA), A. Sanchez-Lavega (Universidad del País Vasco, Bilbao, Spain), F. Michael Flasar (NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Maryland, USA), P.L. Read (University of Oxford, UK), Glenn S. Orton (JPL), Amy Simon-Miller (GSFC), Ricardo Hueso (Universidad del País Vasco), Gordon L. Bjoraker (GSFC), A. Mamoutkine (GSFC, Teresa del Rio-Gaztelurrutia (Universidad del País Vasco), Jose M. Gomez (Fundacion Esteve Duran, Barcelona, Spain), Bonnie Buratti (JPL), Roger N. Clark (US Geological Survey, Denver, USA), Philip D. Nicholson (Cornell University, Ithaca, USA), Christophe Sotin (JPL).

ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 42 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• snímky dalekohledu VLT
• tisková zpráva NASA

Kontakty

Dr Leigh N. Fletcher; Glasstone Science Fellow, University of Oxford; UK; Tel: +44 1 865 272 089; Email: fletcher@atm.ox.ac.uk

Richard Hook; ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel: +49 89 3200 6655; Email: rhook@eso.org

Jia-Rui C. Cook; Media Relations Specialist, NASA's Jet Propulsion Laboratory; Pasadena, USA; Tel: +1 818 354 0850
Cell: +1 818 359 3241; Email: Jia-Rui.C.Cook@jpl.nasa.gov

Elizabeth Zubritsky; Science Writer, NASA's Goddard Space Flight Center; USA; Tel: +1 301-614-5438; Email: elizabeth.a.zubritsky@nasa.gov

Nancy Neal-Jones; Science Writer, NASA's Goddard Space Flight Center; USA; Tel: +1 301 286 0039; Email: Nancy.n.jones@nasa.gov

Pete Wilton; Acting Deputy Head of Press & Information Office, University of Oxford; UK; Tel: +44 1865 283 877; Email: pete.wilton@admin.ox.ac.uk

Překlad: Jiří Srba

autor: Jiří Srba