Ringe gør Saturn mere skyggefuld, blåere og mindre diset om vinteren

På Saturn, skiftende årstider kan betyde ændringer i himlens uklarhed og farve.

I de 13 år, Cassini-rumfartøjet kredsede om Saturn, fra 2004 til 2017, videnskabsmænd bemærkede, at atmosfæren på planetens nordlige halvkugle blev ændret fra blåtonet til guld eller endda laks. Det skarpe farveskift kom fra ændringer i mængden af ​​sollys-udløst dis i Saturns atmosfære, ifølge ny forskning.

"Jeg tror, ​​at alle var lidt overraskede over, hvorfor atmosfæren var blå, " sagde planetforsker Scott Edgington, som er viceprojektforsker for Cassini-missionen. Edgington præsenterede resultaterne i en plakatsession i sidste uge ved American Geophysical Union Fall Meeting 2018 i Washington, D.C.

Forskere stræber efter at fastlægge alle de lyskilder, der skinner på Saturn, og forstå, hvordan lyset interagerer kemisk med Saturns atmosfære. At besvare disse spørgsmål kan hjælpe forskerne med bedre at forstå forskelle i atmosfæren i solsystemets gasgiganter Jupiter og Saturn, og isgiganterne Uranus og Neptun.

Jupiter og Saturn har dis, der giver dem en gylden farve, mens Uranus og Neptun har klarere atmosfærer som Jordens blå himmel på en klar dag. Men som forskerne så på Cassini-billeder, Saturn var ikke altid dækket af gylden dis.

"Selvfølgelig, folk kløede sig i hovedet, " sagde Edgington. "Hvorfor er det ikke diset overalt, ligesom Jupiter?"

I Saturns tilfælde, særligt begrænset sollys om vinteren ser ud til at lade planetens atmosfære komme sig efter anfald af uklarhed. Årsagen til den ekstra solbeskyttelse? Planetens massive ringe.

Den vigtigste drivkraft for Saturns årstider er planetens hældning, ligesom på jorden. Jorden er vippet, så den nordlige halvkugle vender mest direkte mod solen i juni, og den sydlige halvkugle ser solen med ansigtet i december. I december, den nordlige halvkugle oplever lange vinternætter, mens den sydlige halvkugle nyder sine lange sommerdage.

Den samme effekt sker på Saturn, som hælder omtrent lige så meget som Jorden er. Men Saturn har også et ekspansivt ringsystem, der blokerer sollys for den halvkugle, der vippes væk fra solen, gør vintrene endnu mindre solrige på gasgiganten.

Planetens skiftende soleksponering er ansvarlig for årstidens udsving i dens atmosfæres uklarhed, sagde Edgington.

Sollys nedbryder metangasmolekyler, som er en lille, men betydelig brøkdel af Saturns atmosfære. Metans opløsning skaber andre molekyler som ethan og acetylen, som udløser et komplekst net af kemiske reaktioner, der til sidst gør dis.

Når en halvkugle af Saturn nyder en skyggefuld vinter, disdannelsesprocessen bremses. Eksisterende dispartikler klumper sig sammen for at danne tungere korn og synker længere ned i planetens atmosfære og ude af syne uden nye partier af dis til at erstatte dem.

Takket være det, Saturnske somre har tendens til at være diset, gyldne himmel, mens vintrene er klarere, blåere himmel.

"Det ser ud til, at der er en direkte sammenhæng mellem det, vi ser, og det, kemien fortæller os, skal ske, " sagde Edgington.

Forskerne vil fortsætte med at studere Cassinis data om Saturns atmosfære. De mangler stadig at inkorporere de sidste par år af Cassinis data i dette projekt, sagde Edgington.

Et aspekt af projektet Edgington virkede særligt begejstret for var at finde ud af, hvordan lys, der reflekteres fra Saturns ringe, bidrager til planetens soleksponering. Fordi Saturns ringe strækker sig langt ud over planetens hovedlegeme, sollys kan prelle af dele af den anden side af ringene og ind på planetens mørke side.

"Selv den mørke side af planeten er virkelig ikke så mørk, " sagde Edgington.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.