De vreemde zeshoek op Saturnus is wellicht 300 kilometer hoog

De zeshoek aan de noordpool van Saturnus gefotografeerd door de Cassini-ruimtesonde van de NASA
Deze afbeelding van de beroemde hexagoon aan de noordpool van Saturnus is gemaakt door de Cassini ruimtesonde en werd voor het eerst in 2012 gepubliceerd. Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

De vreemde zeshoek die rond de noordpool van Saturnus draait is wellicht veel hoger dan wetenschappers voorheen hadden aangenomen. Wetenschappers beschouwden in het algemeen het 32.000 kilometer grote hexagoon – een straalstroom die met een snelheid van ongeveer 320 kilometer per uur beweegt – als een fenomeen in de lagere atmosfeer dat zich beperkt tot de wolken van de troposfeer van Saturnus. Maar nieuw onderzoek heeft uitgewezen dat de straalstroom zich, in ieder geval tijdens de zomer en de lente op het noordelijk halfrond, tot ongeveer 300 kilometer boven deze wolkentoppen uitstrekt tot in de stratosfeer.

Deze zeshoek, die een kleinere cirkelvormige maalstroom omringd, bestaat al minimaal 38 jaar. De Voyager 1 en Voyager 2 van de NASA namen de structuur al waar tijdens hun scheervluchten in 1980 en 1981.

In 2004 arriveerde de Cassini ruimtesonde van de NASA bij de planeet en sindsdien hebben astronomen deze zeshoekige maalstroom veel beter kunnen waarnemen. Maar de waarnemingen van de Cassini waren tot tien jaar na zijn aankomst beperkt tot de troposfeer. Het duurde tot 2009 voor de lente werd op het noordelijk halfrond van de planeet en de lage temperaturen van de troposfeer zorgden er daarna nog vijf jaar voor dat er met de Composite Infrared Spectrometer (CIRS) van de Cassini geen goede metingen konden worden gedaan.

Pas vanaf 2014 konden er goede metingen met de CIRS worden gedaan aan de noordelijke stratosfeer en deze waarnemingen zijn nu allemaal opnieuw bestudeerd. Dat leverde een grote verrassing op: de aanwezigheid van een bekende vorm hoog boven de wolken. Toen die straalstroom beter zichtbaar werd kwam ook de hexagonale vorm naar boven toe en werd duidelijk dat de straalstroom veel hoger reikte van eerder werd aangenomen.

Het ontstaan van de hexagonale straalstroom in de stratosfeer lijkt verband te houden met de warmte die ontstaat tijdens de verandering van de seizoenen. Zo zag de Cassini, kort na zijn aankomst, een straalstroom hoog boven de zuidpool toen het daar zomer was (Saturnus draait in ongeveer 30 jaar om de Zon dus een seizoen op Saturnus duurt ongeveer 7,7 jaar).

Maar die zuidelijke vortex in de stratosfeer was geen zeshoek en ook de lagergelegen straalstroom in de troposfeer is dat.

Dit betekent dat er een fundamenteel verschil is tussen de polen van Saturnus die wetenschappers momenteel niet kunnen verklaren. Maar het kan ook zijn dat de straalstroom aan de noordpool zich tijdens de laatste waarnemingen nog steeds aan het ontwikkelen was en dat na het verdwijnen van de Cassini nog steeds heeft gedaan.

Foto van de straalstroom eind 2016 door de Cassini
Opname van de zeshoek, gemaakt einde 2016 voor de Cassini-ruimtesonde van de NASA. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

De Cassini ging op 15 september 2017 ten onder in de atmosfeer van Saturnus. De oude ruimtesonde was nagenoeg door zijn brandstof heen en men wilde voorkomen dat de Cassini de manen Titan en Enceladus zou besmetten. Van beide manen denkt men dat die mogelijk geschikt zijn voor leven en een besmetting met microben vanaf de Aarde is dan niet wenselijk.

Het verschil in symmetrie tussen het noorden en het zuiden is slechts een van de vele vragen over de maalstromen op de planeet waar de wetenschappers hun tanden op stuk bijten. Het is ook totaal niet duidelijk waarom de maalstroom op het noorden de vorm van een zeshoek heeft. Op Aarde zijn dergelijke vreemde vormen nooit waargenomen.

De Cassini-missie heeft bijna 4 miljard euro gekost en was een gezamenlijk project van de NASA, ESA en het Italiaanse ruimtevaartagentschap. De missie liet ook in januari 2005 de Huygens landen op het oppervlak van de maan Titan. De beide ruimtesondes zijn er niet meer maar een nieuw onderzoek laat zien dat gegevens die tijdens de missie zijn verzameld nog steeds gebruikt kunnen worden om vragen over de beringde planeet en zijn manen te beantwoorden.

Het onderzoek werd op 3 september 2018 gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Eerste publicatie: 8 september 2018