Τα ανώτερα στρώματα στις ατμόσφαιρες των γιγαντιαίων πλανητών αερίου - Κρόνου, Δία, Ουρανού και Ποσειδώνα - είναι ζεστά, ακριβώς όπως η Γη. Αλλά αντίθετα με τη Γη, ο Ήλιος είναι πολύ μακριά από αυτούς τους εξωτερικούς πλανήτες για να ρυθμίζει τις υψηλές θερμοκρασίες. Η πηγή θερμότητάς τους ήταν ένα από τα σπουδαία μυστήρια της πλανητικής επιστήμης.
Νέα ανάλυση δεδομένων από το διαστημικό σκάφος Cassini της NASA βρίσκει μια βιώσιμη εξήγηση για το τι διατηρεί τα ανώτερα στρώματα του Κρόνου και ίσως και τους άλλους γίγαντες του φυσικού αερίου, τόσο ζεστούς: αύρες στους βόρειους και νότιους πόλους του πλανήτη. Τα ηλεκτρικά ρεύματα, που προκαλούνται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηλιακών ανέμων και φορτισμένων σωματιδίων από τα φεγγάρια του Κρόνου, προκαλούν τις αύρες και θερμαίνουν την ανώτερη ατμόσφαιρα.
 |
| Αυτή η εικονική χρωματικά σύνθετη εικόνα δείχνει αύρες (που απεικονίζονται με πράσινο χρώμα) πάνω από τις κορυφές σύννεφων του νότιου πόλου του Κρόνου. Οι 65 παρατηρήσεις που χρησιμοποιήθηκαν εδώ λήφθηκαν από το οπτικό και υπέρυθρο φασματόμετρο χαρτογράφησης Cassini στις 1 Νοεμβρίου 2008. |
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στις 6 Απριλίου στο Nature Astronomy, είναι η πιο ολοκληρωμένη χαρτογράφηση τόσο της θερμοκρασίας όσο και της πυκνότητας της ανώτερης ατμόσφαιρας του γίγαντα του φυσικού αερίου - μια περιοχή που κατά κανόνα δεν είχε κατανοηθεί καλά.
Με την οικοδόμηση μιας πλήρους εικόνας για το πώς κυκλοφορεί η θερμότητα στην ατμόσφαιρα, οι επιστήμονες είναι σε καλύτερη θέση να κατανοήσουν πώς τα αστικά ηλεκτρικά ρεύματα θερμαίνουν τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του Κρόνου και οδηγούν του; άνεμους.
Το παγκόσμιο σύστημα αιολικής ενέργειας μπορεί να διανέμει αυτή την ενέργεια, η οποία αρχικά εναποτίθεται κοντά στους πόλους προς τις ισημερινές περιοχές, με την θέρμανση τους να είναι δύο φορές από τις θερμοκρασίες που αναμένονται μόνο από τη θέρμανση του Ήλιου.
"Τα αποτελέσματα είναι ζωτικής σημασίας για τη γενική κατανόηση των πλανητικών ανώτερων ατμοσφαιρών και αποτελούν σημαντικό μέρος της κληρονομιάς του Cassini", δήλωσε ο Tommi Koskinen, μέλος της ομάδας υπεριώδους ακτινοβολίας του Cassini (UVIS). "Βοηθούν να αντιμετωπίσουμε το ερώτημα γιατί το ανώτατο μέρος της ατμόσφαιρας είναι τόσο ζεστό, ενώ η υπόλοιπη ατμόσφαιρα - λόγω της μεγάλης απόστασης από τον Ήλιο - είναι κρύα".
Υπεύθυνη για τη διαχείριση του εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, στο Cassini ήταν ένας παρατηρητής που παρατηρούσε τον Κρόνο για περισσότερα από 13 χρόνια πριν εξαντλήσει την παροχή καυσίμων. Η αποστολή του επλήγη στην ατμόσφαιρα του πλανήτη τον Σεπτέμβριο του 2017, εν μέρει για να προστατεύσει το φεγγάρι του Εγκέλαδου, το οποίο το Cassini ανακάλυψε ότι θα μπορούσε να διατηρήσει συνθήκες κατάλληλες για ζωή. Αλλά πριν από την πτώση του, το Cassini εκτέλεσε 22 εξαιρετικά κοντινές τροχιές στον Κρόνο, με μια τελική περιήγηση που ονομάζεται Grand Finale .
Ήταν κατά τη διάρκεια του Grand Finale όταν συλλέχθηκαν τα βασικά δεδομένα για τον νέο χάρτη θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας του Κρόνου. Για έξι εβδομάδες, το Cassini στόχευε αρκετά φωτεινά αστέρια στους αστερισμούς του Orion και του Canis Major καθώς περνούσαν πίσω από τον Κρόνο. Καθώς το διαστημικό σκάφος παρατηρούσε ότι τα άστρα ανεβαίνουν και στέκονται πίσω από τον γιγαντιαίο πλανήτη, οι επιστήμονες ανέλυσαν πώς άλλαξε ο αστερίσκος καθώς περνούσε από την ατμόσφαιρα.
Η μέτρηση της πυκνότητας της ατμόσφαιρας έδωσε στους επιστήμονες τις πληροφορίες που χρειάζονται για να βρουν τις θερμοκρασίες. (Η πυκνότητα μειώνεται με το υψόμετρο και ο ρυθμός μείωσης εξαρτάται από τη θερμοκρασία.) Βρήκαν ότι οι θερμοκρασίες κορυφώνουν κοντά στις ακτίνες, υποδεικνύοντας ότι τα αιολικά ηλεκτρικά ρεύματα θερμαίνουν την ανώτερη ατμόσφαιρα.
Και οι μετρήσεις της πυκνότητας και της θερμοκρασίας μαζί βοήθησαν τους επιστήμονες να υπολογίσουν τις ταχύτητες ανέμου. Η κατανόηση της ανώτερης ατμόσφαιρας του Κρόνου, όπου ο πλανήτης διέρχεται το διάστημα, είναι το κλειδί για την κατανόηση του διαστημικού καιρού και των επιπτώσεών του σε άλλους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα και στους εξωπλανήτες γύρω από άλλα αστέρια.
Η αποστολή Cassini-Huygens είναι ένα συνεργατικό έργο της NASA, της ESA (Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος) και της ιταλικής Υπηρεσίας Διαστήματος.
Αν και υπάρχουν πολλά περισσότερα για αυτή την ιστορία, η ανακάλυψη δεν αποτελεί έκπληξη για όσους είναι εξοικειωμένοι με ηλεκτρική θεωρία του σύμπαντος. Τώρα που η NASA έχει συνειδητοποιήσει τα παραπάνω, αναρωτιέται κανείς αν θα εφαρμόσουν αυτές τις ίδιες αντιλήψεις και τα αποτελέσματά τους στη ζωή στον δικό μας πλανήτη. Είναι αξιοσημείωτο ότι τα τελευταία χρόνια η δράση στους δικούς μας ουρανούς έχει αυξηθεί...