100-jarige “megastormen” op Saturnus overspoelen de geringde planeet in ammoniakregen
Wetenschappers hebben ontdekt dat Saturnus langdurige megastormen ervaart die eeuwenlang aanhouden en zijn diepe atmosfeer stevig beroeren.
Saturnus werd eerder als iets rustiger beschouwd dan zijn collega gasreus Jupiter die al honderden jaren de thuisbasis is van een 15.000 kilometer brede storm die de Grote Rode Vlek wordt genoemd. Hoewel de Grote Rode Vlek de grootste storm in het zonnestelsel blijft zijn de nieuw gevonden stormen van Saturnus nog steeds krachtig genoeg om de orkanen van de Aarde te doen verbleken.
De megastormen van Saturnus, waarvan wordt gedacht dat ze tussen elke 20 en 30 jaar voorkomen, zijn vergelijkbaar met orkanen op Aarde, maar ze zijn wel veel groter. Terwijl de orkanen van de Aarde energie krijgen van de oceanen van onze planeet, is het mechanisme dat megastormen aandrijft in de waterstof- en heliumrijke atmosfeer van Saturnus enigszins mysterieus.
Maar astronomen van de universiteit van Californië en de universiteit van Michigan hebben meer geleerd over de stormen op Saturnus door verstoringen in de verdeling van ammoniakgas in de diepe atmosfeer te bestuderen.
Het team ontdekte deze verstoring door te kijken naar radio-emissies van ammoniak in de atmosfeer van Saturnus. Ze deden dat met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico. Hoewel Saturnus een meestal uniforme kleur lijkt te hebben in zichtbaar licht zijn de onderscheidende banden en de verschillen tussen atmosferische lagen op verschillende hoogtes duidelijk wanneer ze worden gezien in radiogolven.
Dat komt omdat radiowaarnemingen dieper in de atmosferen van planeten kunnen kijken dan optische telescopen, waardoor astronomen de chemische en fysische processen die leiden tot wolkenvorming en de overdracht van warmte beter kunnen begrijpen. Volgens astronoom Imke de Pater tasten ze op radiogolflengtes onder de zichtbare wolkenlagen. Omdat chemische reacties en dynamiek de samenstelling van de atmosfeer van een planeet zullen veranderen zijn waarnemingen onder deze wolkenlagen nodig om de ware atmosferische samenstelling van een planeet te weten, een belangrijke parameter voor planeetvormingsmodellen.
Het team vond iets verrassends in de radio-emissies die van Saturnus afkomstig waren in de vorm van anomalieën in ammoniakconcentraties. Ze waren in staat om deze anomalieën te verbinden met eerdere megastormen die door het noordelijk halfrond van de gasreus raasden.
De concentratie ammoniak was lager op de middelste breedtegraden van Saturnus, wat wijst op een hogere ammoniakijs-wolkenlaag. Ongeveer 100 tot 200 kilometer daaronder namen de ammoniakconcentraties echter toe. Het team denkt dat deze verrijking het gevolg is van het transport van ammoniak van de bovenste lagen van de atmosfeer naar de onderste lagen in de vorm van ammoniakregen. Dit effect is het gevolg van megastormen en kan honderden jaren aanhouden.
Het onderzoek van de astronomen laat zien dat hoewel Saturnus en zijn collega-gasreus Jupiter vergelijkbare samenstellingen hebben , de vijfde en zesde planeet van de Zon opmerkelijk verschillend zijn.
Hoewel Jupiter ook verschillen heeft tussen lagen in zijn atmosfeer worden deze variaties niet aangedreven door stormactiviteit, zoals het geval is met Saturnus. Dit betekent dat er een aanzienlijk verschil is tussen gasreuzen, zelfs als ze naast elkaar in dezelfde planetenstelsels bestaan.
Het onderzoek kan ook een impact hebben op hoe wetenschappers zoeken naar megastormen over gasreuzen buiten het zonnestelsel.
Eerste publicatie: 16 augustus 2023
Bron: space.com & anderen
