Otkriće istraživača sa Univerziteta u Hjustonu otkrilo je ogromnu energetsku neravnotežu na Saturnu, bacajući novo svetlo na planetarnu nauku i evoluciju i dovodeći u pitanje postojeće klimatske modele za gasne gigante Sunčevog sistema. Nalazi se pojavljuju u publikaciji Nature Communications.
„Ovo je prvi put da je globalna energetska neravnoteža u sezonskim razmerama primećena na gasnom gigantu“, rekao je Liming Li, profesor fizike na UH koledžu prirodnih nauka i matematike. „Ne samo da nam ovo daje novi uvid u formiranje i evoluciju planeta, već takođe menja način na koji treba da razmišljamo o planetarnoj i atmosferskoj nauci.“
Koristeći podatke iz misije sonde Cassini, Ksiniue Vang, student treće godine doktorskih studija na NSM-ovom odeljenju za nauke o Zemlji i atmosferi, pronašao je značajnu i ranije nepoznatu sezonsku neravnotežu energije na Saturnu.
„Svaka planeta dobija energiju od sunca u obliku sunčevog zračenja i gubi energiju emitujući toplotno zračenje“, rekao je Vang. „Ali Saturn, kao i drugi gasni giganti, ima još jedan unos energije u obliku duboke unutrašnje toplote koja utiče na njegovu toplotnu strukturu i klimu.
Neravnoteža je posledica Saturnovog velikog ekscentriciteta orbite, koji varira za skoro 20% od afela (tačka u orbiti koja je najudaljenija od Sunca) do perihela (tačka u orbiti najbliža suncu), što dovodi do ogromnih sezonskih varijacija u apsorbovanoj sunčevoj energiji . Za razliku od Saturna, Zemlja ne doživljava značajnu sezonsku neravnotežu energije zbog svog veoma malog ekscentriciteta orbite.
„Zemlja ima merljiv energetski budžet, ali je prvenstveno određen apsorbovanom sunčevom energijom i emitovanom toplotnom energijom“, rekao je profesor atmosferskih nauka Ksun Jiang. „Unutrašnja toplota Zemlje je zanemarljiva i njena godišnja doba traju samo nekoliko meseci u poređenju sa godišnjim dobima na Saturnu.
Podaci takođe sugerišu da Saturnov neuravnoteženi energetski budžet igra ključnu ulogu u razvoju džinovskih oluja, koje su dominantni vremenski fenomen u atmosferskom sistemu planete. Ovi podaci takođe mogu pružiti neki uvid u vremenske prilike na Zemlji.
„Prema našim saznanjima, uloga energetskog budžeta u razvoju vlažnih, konvektivnih oluja na Zemlji nije u potpunosti ispitana, tako da planiramo da istražimo i to kako bismo videli da li postoji veza“, rekao je Vang.
Misija Cassini, ambiciozan, zajednički napor NASA-e, Evropske svemirske agencije i Italijanske svemirske agencije, pokrenuta je 1997. godine i istraživala je Saturn i njegove prstenove i mjesece skoro 20 godina. Profesor Li je izabran kao naučnik koji je učestvovao da nadgleda tri ugrađena instrumenta koji su posmatrali Saturnov budžet energije zračenja.
Vang je, zajedno sa kolegama diplomiranim studentima Larijem Guanom (fizika) i Thishan D. Karandanom G i Ronaldom Olbrajtom (nauke o Zemlji i atmosferi), sproveo studiju, koju su savetovali profesori Li i Jiang.
„U trenutnim modelima i teorijama atmosfere, klime i evolucije gasnih giganata, pretpostavlja se da je globalni energetski budžet uravnotežen“, rekao je Vang. „Ali verujemo da naše otkriće ove sezonske neravnoteže energije zahteva ponovnu procenu tih modela i teorija.“
Lijev tim sada ima na umu druge gasne gigante, uključujući Uran, gde je planirana vodeća misija sonde u narednoj deceniji.
„Naši podaci sugerišu da će i ove planete imati značajne energetske neravnoteže, posebno Uran, za koji predviđamo da će imati najjaču neravnotežu zbog ekscentričnosti orbite i veoma velike kosine“, rekao je Vang. „Ono što sada istražujemo će identifikovati ograničenja u trenutnim zapažanjima i formulisati proverljive hipoteze koje će koristiti toj budućoj vodećoj misiji.
Pored istraživača na UH, autori studije su naučnici iz NASA-e, Univerziteta Viskonsin, Univerziteta Merilend, Univerziteta Centralne Floride i Univerziteta Kalifornije, Santa Kruz, kao i naučnici iz Francuske i Španije.
