Analizy archiwalnych danych z misji sondy Cassini, badającej Saturna przez blisko 20 lat, pozwoliła wykryć wyraźną nierównowagę w globalnym bilansie energetycznym tej planety. Wyniki badań przedstawiono w „Nature Communications”.
Jest to pierwszy przypadek stwierdzenia globalnej nierównowagi w bilansie energetycznym w kontekście pór roku na gazowym olbrzymie. Globalny deficyt energii promieniowania w górnej części atmosfery Saturna wykazuje sezonowe wahania są na poziomie 16%.
Promieniowanie słoneczne dostarcza energię do planety. Z kolei planeta traci energię, emitując promieniowanie cieplne. W przypadku gazowych olbrzymów istnieje też dodatkowe źródło energii – wewnętrzne ciepło, które jest zaniedbywalne dla planet takich, jak Ziemia.
Przyczyna niezbalansowania budżetu energetycznego Saturna tkwi w znacznym wydłużenia jego orbity. Różnica między odległością od Słońca w peryhelium (punkt najbliższy) i aphelium (punkt najdalszy) wynosi aż 20%. Konsekwencją są ogromne sezonowe zmiany w ilości zaabsorbowanej energii słonecznej. W przypadku Ziemi taka sytuacja właściwie nie występuje, gdyż jej orbita niewiele odbiega od okręgu. Na dodatek pory roku na Saturnie trwają kilka lat, w przeciwieństwie do kilkumiesięcznych u nas.
W publikacji wskazano, iż wydaje się, że brak zbilansowania energetycznego odgrywa kluczową rolę w rozwoju gigantycznych burz w atmosferze Saturna. Jeśli uda poznać się ten mechanizm, może to pomóc w lepszym poznaniu roli bilansu energetycznego np. w tworzeniu się konwektywnych burz na naszej planecie.
Zwykle w modelach atmosfery, klimatu i ewolucji gazowych planet olbrzymów zakłada się, że globalny budżet energetyczny jest zbalansowany. Opisane wyniki sugerują, że trzeba skorygować to założenie. Naukowcy zamierzają skupić się na zbadaniu bilansu energetycznego kolejnych planet olbrzymów – szczególnie Urana, dla którego także powinno występować znaczne niezbalansowanie otrzymywanej i wypromieniowywanej energii ze względu na przebieg orbity i duże nachylenie osi obrotu do płaszczyzny orbity. Co więcej, planowana jest misja sondy kosmicznej w kierunku tej planety w kolejnym dziesięcioleciu.
Pierwszym autorem pracy jest doktorant Xinyue Wang, a zespołem badawczym kieruje profesor Liming Li z Uniwersytetu w Houston. W badaniach wzięli udział naukowcy z USA, Francji i Hiszpanii.
Więcej informacji:
Opracowanie: Krzysztof Czart
Źródło: University of Houston
Ilustracja: Niezbalansowanie globalnego bilansu energetycznego Saturna. Źródło: NASA / JPL
