Komunikat prasowy

Patrząc w głąb olbrzymiej burzy na Saturnie

19 maja 2011

Należący do ESO Bardzo Duży Teleskop VLT połączył siły z sondą kosmiczną Cassini, operowaną przez NASA, aby zbadać rzadką burzę w atmosferze planety Saturn, dokładniej niż to było kiedykolwiek możliwe. Wyniki nowych badań prowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców ukażą się w tym tygodniu w czasopiśmie Science.

Atmosfera planety Saturn zwykle wygląda na cichą i spokojną. Ale raz w trakcie saturniańskiego roku (około 30 ziemskich lat), gdy  na półkuli północnej tej olbrzymiej planety nadchodzi wiosna, głęboko poniżej warstwy chmur zaczyna dziać się coś, co prowadzi do dramatycznych zaburzeń na skalę całej planety (eso9014).

Najnowsza tego typu burza została najpierw wykryta instrumentami do badania fal radiowych i plazmy, działającymi na pokładzie sondy Cassini, działającej na orbicie wokół planety i operowanej przez NASA [1], a także śledzona przez miłośników astronomii w grudniu 2010 roku. Teraz została szczegółowo zbadana za pomocą podczerwonej kamery VISIR [2] zamontowanej na Bardzo Dużym Teleskopie VLT, należącym do ESO, w połączeniu z obserwacjami wykonanymi instrumentem CIRS [3] sondy Cassini.

To zaledwie szósta  z wielkich burz dostrzeżonych na Saturnie od 1876 roku. Pierwsza w historii zbadana w podczerwieni termicznej – aby sprawdzić zmiany temperatury – i pierwsza obserwowana przez sondę kosmiczną z orbity.

“To zaburzenie na północnej półkuli Saturna utworzyło gigantyczną, gwałtowną i złożoną erupcję chmury jasnego materiału, która rozprzestrzeniła się wokół całej planety.” wyjaśnia Leigh N. Fletcher (University of Oxford, UK), kierujący najnowszymi badaniami. „Dzięki dysponowaniu  zarówno VLT, jak i Cassini, badającymi burzę w tym samym czasie, mamy wielką szansę na nadanie nowego kontekstu obserwacjom sondy Cassini. Poprzednie badania tego rodzaju burz mogły opierać się jedynie na odbitym świetle słonecznym, ale teraz, dzięki obserwacjom w termicznej podczerwieni po raz pierwszy możemy odsłonić ukryte rejony atmosfery i zmierzyć naprawdę istotne zmiany w temperaturze i wiatrach związane z tym wydarzeniem.”

Burza morze wywodzić się z głębokich chmur wodnych, gdzie zjawisko podobne do błyskawicy prowadzi do wytworzenia się obszaru konwektywnego: podobnie jak gorące powietrze unosi się do góry w ogrzewanym pokoju, masy gazu kierują się w górę i przebijają się przez zwykle spokojną górną część atmosfery. Te wielkie zaburzenia oddziałują z cyrkulacją wiatrów poruszających się na wschód i zachód, powodując dramatyczne zmiany temperatury wysoko w atmosferze.

“Nasze nowe obserwacje pokazują, że burza miała duży wpływ na atmosferę, transportując energię i materiał na wielkie odległości, modyfikując wiatry atmosferyczne – tworząc meandrujące strumienie i formując gigantyczne wiry – zakłócając powolną ewolucją pór roku na Saturnie.” dodaje Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA), inny członek zespołu badawczego.

Część z niespodziewanych cech dostrzeżonych na nowych zdjęciach z instrumentu VISIR nazwano latarniami stratosferycznymi. Są to bardzo silne zmiany temperatury wysoko w atmosferze Saturna, 250-300 km ponad wierzchołkami chmur z niskiej atmosfery, które pokazują jak daleko w atmosferze rozciągają się efekty burzy. Temperatura stratosfery Saturna wynosi o tej porze roku zazwyczaj około minus 130 stopni Celsjusza, ale w przypadku latarni zmierzono temperatury o 15-20 stopni cieplejsze.

Latarnie są kompletnie niewidoczne w odbitym świetle słonecznych, ale mogą przewyższyć emisję od reszty planety w zakresie termicznego promieniowania podczerwonego wykrywanego przez VISIR. Nigdy wcześniej ich nie zaobserwowano, więc astronomowie nie są pewni czy to typowe zjawiska w tego rodzaju burzach.

“Mieliśmy szczęście otrzymując sesję obserwacyjną na początku 2011 roku, którą ESO udostępniło nam, aby móc zaobserwować burzę tak szybko, jak to możliwe. Drugim uśmiechem losu było to, że instrument CIRS sondy Cassini mógł obserwować burzę w tym samym czasie, tak że mogliśmy porównać  zdjęcia z VLT i spektroskopię z sondy Cassini.” zauważa Leigh Fletcher. „Kontynuujemy obserwacje tego wyjątkowego wydarzenia, jedynego na pokolenie”.

Uwagi

[1] Misja Cassini–Huygens mission jest wspólnym projektem NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA oraz Włoskiej Agencji Kosmicznej. Na zlecenie NASA Science Mission Directorate, Washington, DC misją zarządza NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, wydział California Institute of Technology.

[2] VISIR to spektrometr i kamera na VLT dla zakresu średniej podczerwieni. VISIR został zbudowany przez CEA/DAPNIA/SAP oraz NFRA/ASTRON.

[3] CIRS oznacza Composite Infrared Spectrometer, który jest jednym z instrumentów sondy Cassini. CIRS analizuje promieniowanie cieplne i jest w stanie badać skład obiektu.

Więcej informacji

Wyniki badań zostały zaprezentowane w artykule, który ukaże się w czasopiśmie Science w wydaniu z dnia 19 maja 2011 roku.

Skład zespołu badawczego: Leigh N. Fletcher (University of Oxford, Wielka Brytania), 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, Hiszpania), 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, Hiszpania), Bonnie Buratti (JPL), Roger N. Clark (US Geological Survey, Denver, USA), Philip D. Nicholson (Cornell University, Ithaca, USA), Christophe Sotin (JPL).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jsest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Zdjęcia VLT

Kontakt

Dr Leigh N. Fletcher
Glasstone Science Fellow, University of Oxford
UK
Tel.: +44 1 865 272 089
E-mail: 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
E-mail: rhook@eso.org

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

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

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

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

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych