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El hexágono de Saturno

Una vista parcial del polo norte de Saturno, 2016

El hexágono de Saturno es un patrón de nubes persistente aproximadamente hexagonal alrededor del polo norte del planeta Saturno , ubicado aproximadamente a 78°N. [1] [2] [3] Los lados del hexágono tienen aproximadamente 14.500 km (9.000 millas) de largo, [4] [5] [6] [7] que es aproximadamente 2.000 km (1.200 millas) más largo que el diámetro de Tierra . [8] El hexágono puede tener un poco más de 29.000 km (18.000 millas) de ancho, [9] puede tener 300 km (190 millas) de altura y puede ser una corriente en chorro hecha de gases atmosféricos que se mueve a 320 km/h (200 millas). mph). [4] [5] [10] Gira con un período de 10h 39m 24s , el mismo período que las emisiones de radio de Saturno desde su interior. [11] El hexágono no cambia de longitud como otras nubes en la atmósfera visible. [12]

El hexágono de Saturno fue descubierto durante la misión Voyager en 1981 y luego fue revisado por Cassini-Huygens en 2006. Durante la misión Cassini , el hexágono cambió de un color mayoritariamente azul a un color más dorado. El polo sur de Saturno no tiene hexágono, como lo comprobaron las observaciones del Hubble . Sin embargo, tiene un vórtice y también hay un vórtice dentro del hexágono norte. [13] Se han desarrollado múltiples hipótesis para el patrón de nubes hexagonal.

Descubrimiento

Imagen de Saturno en 2021 a través de un telescopio de 6 pulgadas, que muestra vagamente el hexágono polar

El hexágono polar de Saturno fue descubierto por David Godfrey en 1987 [14] al reunir vistas de sobrevuelo de la misión Voyager de 1981 , [15] [16] y fue revisado en 2006 por la misión Cassini . [17]

Cassini solo pudo tomar imágenes térmicas infrarrojas del hexágono hasta que pasó a la luz solar en enero de 2009. [18] Cassini también pudo tomar un video del patrón climático hexagonal mientras viajaba a la misma velocidad que el planeta, por lo que solo grabó el movimiento del hexágono. [19]

Después de su descubrimiento, y después de que volvió a la luz del sol, los astrónomos aficionados lograron obtener imágenes que mostraban el hexágono desde la Tierra, incluso con telescopios de tamaño modesto. [20] [ fuente autoeditada? ]

Color

2013 y 2017: cambios de color hexagonal

Entre 2012 y 2016, el hexágono cambió de un color mayoritariamente azul a un color más dorado. [21] Una teoría para esto es que la luz solar crea neblina a medida que el polo está expuesto a la luz solar debido al cambio de estación. Estos cambios fueron observados por la nave espacial Cassini . [21]

Explicaciones para la forma hexagonal.

Imagen en falso color de la sonda Cassini del vórtice central en lo profundo de la formación hexagonal.

Una hipótesis, desarrollada en la Universidad de Oxford, es que el hexágono se forma donde hay un gradiente latitudinal pronunciado en la velocidad de los vientos atmosféricos en la atmósfera de Saturno. [22] Se crearon formas regulares similares en el laboratorio cuando un tanque circular de líquido se hacía girar a diferentes velocidades en su centro y periferia. La forma más común era la de seis lados, pero también se produjeron formas con tres a ocho lados. Las formas se forman en un área de flujo turbulento entre dos cuerpos fluidos giratorios diferentes con velocidades diferentes. [22] [23] Se forman varios vórtices estables de tamaño similar en el lado más lento (sur) del límite del fluido y estos interactúan entre sí para espaciarse uniformemente alrededor del perímetro. La presencia de vórtices influye en que el límite se mueva hacia el norte, donde cada uno está presente y esto da lugar al efecto polígono. [23] Los polígonos no se forman en los límites del viento a menos que el diferencial de velocidad y los parámetros de viscosidad estén dentro de ciertos márgenes y, por lo tanto, no estén presentes en otros lugares probables, como el polo sur de Saturno o los polos de Júpiter.

Otros investigadores afirman que los estudios de laboratorio muestran calles de vórtices , una serie de vórtices en espiral que no se observan en el hexágono de Saturno. Las simulaciones muestran que una corriente en chorro serpenteante, localizada, lenta y poco profunda en la misma dirección que las nubes predominantes de Saturno puede igualar los comportamientos observados del hexágono de Saturno con la misma estabilidad límite. [24]

El desarrollo de la inestabilidad barotrópica del sistema de chorro circumpolar hexagonal (Jet) del polo norte de Saturno más el sistema de vórtice del polo norte (NPV) produce una estructura de larga vida similar al hexágono observado, que no es el caso del sistema de solo chorro, que se estudió en este contexto en varios artículos de la literatura. Por lo tanto, el VAN desempeña un papel dinámico decisivo para estabilizar los chorros hexagonales. La influencia de la convección húmeda, que recientemente se sugirió en la literatura como el origen del sistema NPV de Saturno, se investiga en el marco del modelo de rotación barotrópica de aguas poco profundas y no altera las conclusiones. [25]

Un estudio matemático de 2020 en el Instituto de Tecnología de California , laboratorio Andy Ingersoll, descubrió que puede ocurrir una disposición geométrica estable de los polígonos en cualquier planeta cuando una tormenta está rodeada por un anillo de vientos que gira en la dirección opuesta a la propia tormenta, llamado anillo anticiclónico o blindaje anticiclónico. [26] [27] Tal blindaje crea un gradiente de vorticidad en el fondo de un ciclón vecino, provocando un rechazo mutuo entre los ciclones (similar al efecto de la deriva beta ). Aunque aparentemente está protegido, el ciclón polar de Saturno no puede mantener un patrón poligonal de ciclones circumpolares como el de Júpiter debido al mayor tamaño y la menor velocidad del viento del ciclón polar de Saturno, por lo que los vórtices laterales adyacentes y la profunda inestabilidad barotrópica (las mediciones de la velocidad del viento de Cassini impiden una inestabilidad barotrópica menos profunda al menos en el momento del encuentro con Cassini), o posiblemente inestabilidades baroclínicas, siguen siendo las explicaciones más viables para el hexágono sostenido de Saturno. [28]

Ver también

Referencias

  1. ^ Godfrey, DA (1988). "Una característica hexagonal alrededor del polo norte de Saturno". Ícaro . 76 (2): 335–356. Código Bib : 1988Icar...76..335G. doi :10.1016/0019-1035(88)90075-9.
  2. ^ Sánchez-Lavega, A.; Lecacheux, J.; Colas, F.; Laques, P. (1993). "Observaciones terrestres del hexágono y la mancha polar norte de Saturno". Ciencia . 260 (5106): 329–32. Código Bib : 1993 Ciencia... 260.. 329S. doi : 10.1126/ciencia.260.5106.329. PMID  17838249. S2CID  45574015.
  3. ^ Adiós, Dennis (6 de agosto de 2014). "Persiguiendo tormentas en Saturno". New York Times . Consultado el 6 de agosto de 2014 .
  4. ^ ab Sánchez-Lavega, A.; et al. (7 de marzo de 2014). "El movimiento constante a largo plazo del hexágono de Saturno y la estabilidad de su corriente en chorro cerrada bajo cambios estacionales". Cartas de investigación geofísica . 41 (5): 1425-1431. arXiv : 2402.06371 . Código Bib : 2014GeoRL..41.1425S. doi :10.1002/2013GL059078. S2CID  130345071.
  5. ^ ab Fletcher, LN; et al. (3 de septiembre de 2018). "Un hexágono en la estratosfera norte de Saturno que rodea el vórtice polar emergente del verano". Comunicaciones de la naturaleza . 9 (3564): 3564. arXiv : 1809.00572 . Código Bib : 2018NatCo...9.3564F. doi :10.1038/s41467-018-06017-3. PMC 6120878 . PMID  30177694. 
  6. ^ Imster, Eleanor (12 de agosto de 2014). "El ojo de Saturno". Tierra y cielo . Consultado el 13 de septiembre de 2018 .
  7. ^ Williams, Matt (10 de mayo de 2017). "El hexágono de Saturno será la estrella del final de Cassini". Universo hoy . Consultado el 13 de septiembre de 2018 .
  8. ^ "Nuevas imágenes muestran la extraña nube hexagonal de Saturno". Noticias NBC . 12 de diciembre de 2009 . Consultado el 5 de diciembre de 2013 .
  9. ^ NOTA: El ancho (diámetro) de un hexágono plano es el doble del lado (radio); pero dado que el planeta Saturno se aproxima a un esferoide achatado , el radio de tal hexágono puede ser un poco mayor que la longitud de su lado (es decir, 14.500 km), lo que hace que el ancho (diámetro) sea un poco mayor que 29.000 km.
  10. ^ Wall, Mike (4 de septiembre de 2018). "El extraño hexágono de Saturno puede tener 180 millas de altura". Espacio.com . Consultado el 4 de septiembre de 2018 .
  11. ^ Godfrey, DA (1990). "El período de rotación del hexágono polar de Saturno". Ciencia . 247 (4947): 1206–8. Código Bib : 1990 Ciencia... 247.1206G. doi : 10.1126/ciencia.247.4947.1206. PMID  17809277. S2CID  19965347.
  12. ^ Baines, Kevin H.; Mamá, Thomas W.; Fletcher, Leigh N.; Showman, Adam P.; Roos-Serote, Maarten; Marrón, Robert H.; Buratti, Bonnie J.; Clark, Roger N.; Nicholson, Philip D. (2009). "El ciclón del polo norte de Saturno y el hexágono en profundidad revelados por Cassini/VIMS". Ciencias planetarias y espaciales . 57 (14-15): 1671-1681. Código Bib : 2009P&SS...57.1671B. doi :10.1016/j.pss.2009.06.026.
  13. ^ Sánchez-Lavega, A.; Pérez-Hoyos, S.; Francés, RG (2002). "Observaciones del telescopio espacial Hubble de la dinámica atmosférica en el polo sur de Saturno de 1997 a 2002". Sociedad Astronómica Estadounidense . 34 : 13.07. Código Bib : 2002DPS....34.1307S. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2008.
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enlaces externos

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