ברוך הבא בחזרה לסדרת מזג האוויר הפלנטרית שלנו! בשלב הבא אנו מסתכלים על היופי המעוגלת, שבתאי!
שבתאי מפורסם בהרבה דברים. מלבד מערכת הטבעות שלה, שהן הכי נראות ויפות מכל ענקי גז, היא ידועה גם במערכת הירחים הנרחבת שלה (השנייה בגודלה במערכת השמש שמאחורי צדק). ואז יש את המראה המעוטר וצבע הזהב, שהם תוצאה של ההרכב המוזר שלו ודפוסי מזג האוויר המתמידים.
בדומה לצדק, מערכות מזג האוויר של סטורן ידועות בקיצוניות במיוחד, ומולידות תכונות שניתן לראות ממרחקים גדולים. הרוחות הגבוהות מייצרות מעת לעת סערות מאסיביות בצורת אליפסה, נחלי סילון, הוריקנים ודפוסי גל משושים הנראים גם באזורי הקוטב הצפוני והדרומי.
האווירה של שבתאי:
האטמוספרה החיצונית של שבתאי מכילה 96.3% מימן מולקולרי ו- 3.25% הליום בנפח. ענקית הגז ידועה גם ככוללת יסודות כבדים יותר, אם כי לא ידוע היחס של אלה יחסית למימן והליום. ההנחה היא שהם יתאימו לשפע הקדמוני מהיווצרות מערכת השמש.
באטמוספירה של שבתאי אותרו כמויות עקבות של אמוניה, אצטילן, אתאן, פרופאן, פוספין ומתאן. העננים העליונים מורכבים מגבישי אמוניה ואילו העננים במפלס התחתון ככל הנראה מורכבים משני אמוניום הידרוסולפיד (NH)4SH) או מים. קרינה אולטרה סגולה מהשמש גורמת לפוטוליזה של מתאן באטמוספירה העליונה, מה שמוביל לסדרה של תגובות כימיות פחמימניות שהמוצרים המתקבלים בהן נשאבים כלפי מטה על ידי סיגולים ודיפוזיה.
האווירה של שבתאי מציגה דפוס חבוש דומה לזה של יופיטר, אבל הלהקות של סטורן חלשות הרבה יותר רחבות ליד קו המשווה. בדומה לשכבות הענן של צדק, הם מחולקים לשכבות העליונות והתחתונות, שמשתנות בהרכב על בסיס עומק ולחץ. בשכבות הענן העליונות, עם טמפרטורות בטווח 100-160 K ולחצים בין 0.5-2 בר, העננים מורכבים מקרח אמוניה.
נוכחותו של גז מימן מביאה לעננים של אדום עמוק. עם זאת, אלה מוסתרים על ידי ענני אמוניה, הקרובים יותר לקצה החיצוני של האטמוספרה ומכסים את כדור הארץ כולו. חשיפת אמוניה זו לקרינה האולטרה סגולה של השמש גורמת לה להראות לבן. בשילוב עם העננים האדומים העמוקים יותר, התוצאה היא שכוכב הלכת הוא בעל צבע זהב בהיר.
ענני קרח מים מתחילים ברמה בה הלחץ הוא כ -2.5 בר ומתארך עד 9.5 בר, כאשר הטמפרטורות נעות בין 185-270 ק. מעורבב בשכבה זו חבורה של קרח אמוניום הידרוסולפיד, שוכב בטווח הלחץ 3–6 בר עם טמפרטורות של 290–235 ק '. לבסוף, השכבות התחתונות, בהן הלחץ נע בין 10-20 בר והטמפרטורות הן 270–330 K, מכילה אזור של טיפות מים עם אמוניה בתמיסה מימית.
נקודה לבנה נהדרת:
לעיתים, האווירה של שבתאי מציגה אליפסות ארוכות-חיים, בדומה למה שנצפה אצל צדק. בעוד שלצדק יש את הכתם האדום הגדול, שבתאי מעת לעת מה שמכונה הכתם הלבן הגדול (המכונה גם הסגלגל הלבן הגדול). תופעה ייחודית אך קצרת מועד מתרחשת אחת לשנת שבתאי, בערך כל 30 שנות כדור הארץ, בערך בזמן היפוך הקיץ של חצי הכדור הצפוני.
רוחבים של נקודות אלה יכולות להיות ברוחבות של אלפי קילומטרים רבים, והן נצפו בשנים 1876, 1903, 1933, 1960, ו- 1990. מאז 2010 נצפתה להקת עננים לבנים גדולה המכונה הפרעה אלקטרוסטטית צפונית ועוטפת את שבתאי, שהאתר על ידי בדיקת החלל קאסיני. אם נשמר האופי התקופתי של סערות אלה, תתרחש אחת נוספת בערך בשנת 2020.
תופעות מטאורולוגיות:
הרוחות בשבתאי הן השנייה המהירה ביותר מבין כוכבי הלכת של מערכת השמש, אחרי נפטון. זה נובע בחלקו מהמהירות הסיבובית הגבוהה של שבתאי - שהיא 9.87 קמ"ש (6.13 מייל / ש), שעומדת על 35,500 קמ"ש (22,058.7 קמ"ש). בקצב זה לוקח כדור הארץ רק 10 שעות 33 דקות להסתובב פעם אחת על צירו. עם זאת, מכיוון שהוא ענק גז, יש הבדל בין סיבוב האטמוספירה שלו לליבה.
נתונים שהושגו על ידי וויאג'ר 1 ו 2 המשימות הצביעו על רוחות מזרחיות שיא של 500 מ '/ ש' (1800 קמ"ש). הקוטבים הצפוניים והדרומיים של שבתאי הראו גם עדויות למזג אוויר סוער. בקוטב הצפוני יש צורה של תבנית גל משושה, ואילו בדרום מופיעים עדויות לזרם סילון מסיבי.
דפוס הגל המשושה המתמשך סביב הקוטב הצפוני צוין לראשונה באזור וויאג'ר תמונות. דפנות המשושה אורכות כל אחת כ- 13,800 ק"מ (8,600 מ ') (שהיא ארוכה מקוטר כדור הארץ) והמבנה מסתובב עם פרק זמן של 10h 39m 24s, ההנחה היא ששווה לתקופת הסיבוב של פנים שבתאי.
מערבולת הקוטב הדרומי, בינתיים, נצפתה לראשונה באמצעות טלסקופ החלל האבל. תמונות אלה הצביעו על נוכחות של זרם סילון, אך לא גל עומד משושה. על פי הערכות, סערות אלה מניבות רוחות של 550 קמ"ש, דומות בגודלן לכדור הארץ, וסברו שהן נמשכות מיליארדי שנים.
בשנת 2006 גשש חלל קאסיני לסערה דמוית סופת הוריקן בעלת עין מוגדרת בבירור. סערות כאלה לא נצפו בשום כוכב לכת שאינו כדור הארץ - אפילו לא על צדק. נראה כי סערה זו נגרמה על ידי חום שנוצר במעמקי הפנים החמים של שבתאי, אשר נמלט לאטמוספירה העליונה ונמלט מכוכב הלכת.
סטורן צוין גם בתכונה "מחרוזת פנינים", שנלכדה על ידי ספקטרומטר המיפוי הוויזואלי והאינפרא אדום של קאסיני בשנת 2006. תכונה זו, שהופיעה בקווי הרוחב הצפוניים שלה (ולא נראתה באף ענקית גז אחרת) היא סדרת מרחבי עננים שנמצאים במרווחים קבועים ומראים כיצד האווירה של שבתאי מוארת בזוהר פנימי תרמי משלה.
אז איך מזג האוויר בשבתאי? די אלים וסוער! ולא מפתיע בהתחשב במסה, בהרכב, בכוח המשיכה העוצמתי ובסיבוב המהיר של כדור הארץ. גורם לך להרגיש שמחה שאנחנו חיים על כדור הארץ, שם כדור הארץ הוא (יחסית) די רגוע ומשעמם!
כתבנו מאמרים מעניינים רבים על מזג אוויר פלנטרי כאן במגזין החלל. הנה איך מזג האוויר במרקורי ?, איך מזג האוויר בוונוס?, איך מזג האוויר במאדים?, איך מזג האוויר ביופיטר ?, איך מזג האוויר באורנוס? ומה דומה מזג האוויר בנפטון?
למידע נוסף, עיין בחקירת מערכות השמש של נאס"א - סטורן, והעובדות אודות סטורן מעובדות חלל.
אסטרונומיה קאסט הקליטה כמה פרקים מעניינים בנושא. הנה פרק 59: סטורן, ופרק 61: ירחי שבתאי.
מקורות:
- נאס"א: חקר מערכות שמש - שבתאי
- ויקיפדיה - שבתאי
- עובדות שטח - סטורן
- נוף מערכת השמש - סטורן
