Marianna2020. november 01., vasárnap
Tudomány

Új modell a Szaturnusz sarki hatszögének kialakulásáról

National Geographic Magyarország

A különleges képződményt a Voyager-űrszondák fedezték fel, kialakulása azonban még ma sem teljesen világos.

Forrás: NASA JPL

A Harvard Egyetem két kutatója bolygóközi viharvadászatra indult: a Szaturnusz északi sarkvidékét körbefogó, különleges, hatszög alakú felhőképződmény kialakulására voltak kíváncsiak. A hatszöget még a Voyager űrszondák segítségével fedezték fel az 1980-as években, majd közelebbről a Cassini űrszonda vizsgálta meg a jellegzetes, több mint 30 ezer kilométer átmérőjű képződményt, amely körül 480 km/h szelek fújnak.

A Cassini 2013-as felvételeiből készült animáció
Forrás: NASA JPL

 

„A földi viharrendszereket jól ismerjük, ezek kerekded, spirálisan csavarodó alakzatúak, de soha nem szögletesek” – mondta Rakesh K. Yadav asztrofizikus, aki a Harvard Föld- és bolygótudományi kutatólaborjának munkatársa. „A hatszögletes vihar nemcsak szembetűnő, hanem teljesen váratlan felfedezés is volt. Vajon miként tudott kialakulni, és minek köszönhető, hogy ilyen hosszú időn át fennmaradt?”

A válaszokért egy 3 dimenziós szimulációt dolgoztak ki a kutatók, amely a Szaturnusz légkörét modellezi, s úgy vélik, e modell segítségével rá is bukkantak az okokra.

A PNAS-ben közzé tett tanulmányukban a szakemberek azt írták, hogy a természetellenesnek tűnő küllemű viharrendszer úgy alakul ki, hogy a Szaturnusz légkörének mélybeli hőáramlása hatására kisebb és nagyobb örvénylések, vagyis ciklonok jönnek létre, s ezek körbeveszik a bolygó északi pólusa körül robogó futóáramlatot (közismert angol nevén a jet stream-et). A kisebb ciklonok kölcsönhatásba lépnek a futóáramlattal, hatszögletű mintázatba kényszerítik, és a bolygó északi pólusa közelében tartják. „A futóáramlatnak, miközben folyamatosan járja útját a bolygó körül, egyidejűleg az útjába eső ciklonokkal is együtt kell léteznie” – magyarázta Yadav. „Képzeljük el a következőt: egy gumigyűrűt egy rakás további gumigyűrűvel veszünk körbe, majd az egészet kívülről megszorítjuk. A legbelső gumigyűrű összenyomódik, és fura, több élű, szögletes alakot ölt majd. Nagyjából ez történik a Szaturnusz légkörében is: van egy rakás kisebb viharunk, amelyek megszorítják a sarkvidék nagyobb léptékű viharait, és mivel mindegyik viharnak el kell valahogyan férnie, a hatszögletes állapot ennek az eredménye.”

A Cassini 2017-es felvételeiből készült animáció.
Forrás: NASA JPL

 

A kutatók 3D modellje szerint a viharrendszer több ezer kilométeres mélységbe nyúlik az óriásbolygó légkörében, jóval mélyebbre tehát, mint a felhőzet teteje. A szimuláció a bolygó sugarának mintegy 10 százalékát foglalta magában csupán, és az egy hónapon át tartó modellfutás során kiderült, hogy a mélyből induló meleg, konvektív áramlás hozta létre a sarkvidéki ciklonokat és a keleti irányú futóáramlatot. Amikor ezek a különböző jelenségek a légkör felsőbb rétegében találkoznak, létrejön a hatszögletes mintázat. Mivel az okok a bolygó légkörének mélyéből erednek, ezért a mintázat nemcsak rendkívüli szélerősségű, hanem tartós is maradhat.
„A Szaturnusz hatszöge a turbulens önszerveződés mintapéldája lehet” – írták a szerzők a tanulmányukban. „A modellünk létrehozta a sarki futóáramlatot, a sarki ciklont, és a hatszöghöz nagyban hasonlatos sokszögű mintázatot.”

A modellben kapott 9 oldalú sokszög ugyan nem volt azonos a bolygó valódi hatszögével, és a forgási sebessége is meghaladta az igaziét, azonban az, hogy egyáltalában ilyen mintát mutatott a modell, igazolja azt, hogy jó úton járnak a magyarázattal. Ahhoz azonban, hogy ennél pontosabb képet kapjanak, további adatokra lesz szükség a Szaturnusz légköréről. Sajnos a sarkvidékre a Szaturnusz 30 éves keringési ideje miatt csak ritkán süt a nap, és amikor végre fényt kap a régió, akkor se hatol mélyre a bolygó légkörében. Épp ezért több elképzelés is létezik a hatszög kapcsán, egyesek úgy vélik, hogy csupán pár száz kilométeres mélységig ér, mások szerint, s ide tartozik a mostani kutatópáros is, igen nagy mélységekből ered.

„Tudományos szempontból egy bolygó légköre rendkívül fontos tényező abban, hogy miként hűl ki az adott égitest. Mindazok a dolgok, amelyeket a felszínen látunk, a mélyebb rétegekben lejátszódó hűlési folyamat eredményei, maga a hűlés pedig árulkodó is a mélybeli eseményekről” – mondta Yadav.
A Szaturnusz hatszögének megértése a bolygó kialakulásának és későbbi sorsának megértéséhez járul hozzá.

Hozzászólások

Magyar tudósok eredménye nyit új utakat a gátlóneuronok működésének feltérképezéséhez

Magyar tudósok eredménye nyit új utakat a gátlóneuronok működésének feltérképezéséhez

A kutatás hozzájárulhat a skizofrénia, a depresszió vagy az epilepszia kezeléséhez is.

Újabb meglepetést okozott a Szaturnusz legnagyobb holdja

Újabb meglepetést okozott a Szaturnusz legnagyobb holdja

A Titan nevű hold izgalmas tájai és különleges anyagai miatt régóta foglalkoztatja a szakértőket.

Robothalak segítségével vizsgálták a halrajokat

Robothalak segítségével vizsgálták a halrajokat

Robothalak segítségével vizsgálták a rajban úszó halak

A Naprendszer egyik legérdekesebb aszteroidája

A Naprendszer egyik legérdekesebb aszteroidája

A mintegy 225 kilométer széles 16 Psyche a Mars és a Jupiter közötti fő kisbolygóöv egyik legnagyobb objektuma.

Új pályaadatok születtek az Apophis kisbolygóról

Új pályaadatok születtek az Apophis kisbolygóról

A kisbolygó a jövőben több alkalommal is elhalad a Föld közelében, a kérdés az, hogy ezek mennyire lesznek közeliek.

National Geographic 2020. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket