stringtranslate.com

El hexágono de Saturno

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 mi) de largo, [4] [5] [6] [7] que es aproximadamente 2.000 km (1.200 mi) más largo que el diámetro de la Tierra . [8] El hexágono puede tener un poco más de 29.000 km (18.000 mi) de ancho, [9] puede tener 300 km (190 mi) de alto y puede ser una corriente en chorro hecha de gases atmosféricos que se mueven a 320 km/h (200 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 se desplaza en 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 mayormente azul a un color más dorado. El polo sur de Saturno no tiene un hexágono, como lo verificaron 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 hexagonales.

Descubrimiento

Saturno fotografiado en 2021 a través de un telescopio de 6", mostrando tenuemente el hexágono polar

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

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

Después de su descubrimiento, y después de que volviera a estar 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 autopublicada? ]

Color

2013 y 2017: cambios de color en los hexágonos

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

Explicación de la forma del hexágono

Imagen en falso color de la sonda Cassini del vórtice central en las profundidades 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] Formas regulares similares se crearon en el laboratorio cuando un tanque circular de líquido se rotó a diferentes velocidades en su centro y periferia. La forma más común era de seis lados, pero también se produjeron formas con tres a ocho lados. Las formas se forman en un área de flujo turbulento entre los dos cuerpos de fluido giratorios diferentes con velocidades diferentes. [22] [23] Una serie de vórtices estables de tamaño similar se forman en el lado más lento (sur) del límite del fluido y estos interactúan entre sí para espaciarse uniformemente alrededor del perímetro. La presencia de los vórtices influye en el límite para moverse 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, lenta, superficial y localizada en la misma dirección que las nubes predominantes de Saturno puede coincidir con los comportamientos observados en el hexágono de Saturno con la misma estabilidad de límites. [24]

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

Un estudio matemático de 2020 en el laboratorio Andy Ingersoll del Instituto de Tecnología de California descubrió que puede producirse una disposición geométrica estable de los polígonos en cualquier planeta cuando una tormenta está rodeada por un anillo de vientos que giran en 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, lo que provoca 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 a su mayor tamaño y menor velocidad del viento, por lo que los vórtices adyacentes y la inestabilidad barotrópica profunda (las mediciones de la velocidad del viento de Cassini excluyen una inestabilidad barotrópica más superficial al menos en el momento del encuentro de Cassini), o posiblemente las inestabilidades baroclínicas siguen siendo las explicaciones más viables para el hexágono sostenido de Saturno. [28]

Véase también

Referencias

  1. ^ Godfrey, DA (1988). "Una característica hexagonal alrededor del polo norte de Saturno". Icarus . 76 (2): 335–356. Bibcode :1988Icar...76..335G. doi :10.1016/0019-1035(88)90075-9.
  2. ^ Sanchez-Lavega, A.; Lecacheux, J.; Colas, F.; Laques, P. (1993). "Observaciones terrestres de la mancha polar norte y el hexágono de Saturno". Science . 260 (5106): 329–32. Bibcode :1993Sci...260..329S. doi :10.1126/science.260.5106.329. PMID  17838249. S2CID  45574015.
  3. ^ Overbye, Dennis (6 de agosto de 2014). "Storm Chasing on Saturn". 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". Geophysical Research Letters . 41 (5): 1425–1431. arXiv : 2402.06371 . Código Bibliográfico :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". Nature Communications . 9 (3564): 3564. arXiv : 1809.00572 . Bibcode :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". Earth & Sky . 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». Universe Today . Consultado el 13 de septiembre de 2018 .
  8. ^ "Nuevas imágenes muestran la extraña nube hexagonal de Saturno". NBC News . 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 como el planeta Saturno se aproxima a un esferoide achatado , el radio de dicho 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). «Un extraño hexágono en Saturno podría tener 180 millas de altura». Space.com . Consultado el 4 de septiembre de 2018 .
  11. ^ Godfrey, DA (1990). "El período de rotación del hexágono polar de Saturno". Science . 247 (4947): 1206–8. Bibcode :1990Sci...247.1206G. doi :10.1126/science.247.4947.1206. PMID  17809277. S2CID  19965347.
  12. ^ Baines, Kevin H.; Momary, Thomas W.; Fletcher, Leigh N.; Showman, Adam P.; Roos-Serote, Maarten; Brown, Robert H.; Buratti, Bonnie J.; Clark, Roger N.; Nicholson, Philip D. (2009). "El ciclón y el hexágono polar norte de Saturno en profundidad revelados por Cassini/VIMS". Ciencia planetaria y espacial . 57 (14–15): 1671–1681. Código Bibliográfico :2009P&SS...57.1671B. doi :10.1016/j.pss.2009.06.026.
  13. ^ Sánchez-Lavega, A.; Pérez-Hoyos, S.; French, 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 Bibliográfico :2002DPS....34.1307S. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2008.
  14. ^ Godfrey, DA (1988-11-01). "Una característica hexagonal alrededor del polo norte de Saturno". Icarus . 76 (2): 335–356. Bibcode :1988Icar...76..335G. doi :10.1016/0019-1035(88)90075-9. ISSN  0019-1035.
  15. ^ Caldwell, John; Turgeon, Benoit; Hua, Xin-Min; Barnet, Christopher D.; Westphal, James A. (1993). "La deriva de la mancha polar norte de Saturno observada por el telescopio espacial Hubble". Science . 260 (5106): 326–329. Bibcode :1993Sci...260..326C. doi :10.1126/science.260.5106.326. PMID  17838248. S2CID  26837742.
  16. ^ Yadav, Rakesh K.; Bloxham, Jeremy (23 de junio de 2020). "La convección rotatoria profunda genera el hexágono polar en Saturno". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (25): 13991–13996. arXiv : 2007.08958 . Código Bibliográfico :2020PNAS..11713991Y. doi : 10.1073/pnas.2000317117 . ISSN  0027-8424. PMC 7322008 . PMID  32513703. 
  17. ^ "El extraño hexágono de Saturno". NASA . 27 de marzo de 2007 . Consultado el 1 de mayo de 2013 .
  18. ^ "El misterioso hexágono de Saturno emerge de la oscuridad invernal". NASA. 9 de diciembre de 2009. Archivado desde el original el 24 de abril de 2016. Consultado el 1 de mayo de 2013 .
  19. ^ Staff (4 de diciembre de 2013). «La sonda Cassini de la NASA obtiene las mejores vistas del hexágono de Saturno». Laboratorio de Propulsión a Chorro (NASA) . Consultado el 5 de diciembre de 2013 .
  20. ^ Fletcher, Leigh (31 de enero de 2013). "El hexágono de Saturno visto desde el suelo". Viajes planetarios.
  21. ^ ab Staff (21 de octubre de 2016). «Cambio de colores en el norte de Saturno». NASA . Consultado el 26 de diciembre de 2016 .
  22. ^ ab Barbosa Aguiar, Ana C.; Read, Peter L.; Wordsworth, Robin D.; Salter, Tara; Hiro Yamazaki, Y. (2010). "Un modelo de laboratorio del hexágono polar norte de Saturno". Icarus . 206 (2): 755–763. Bibcode :2010Icar..206..755B. doi :10.1016/j.icarus.2009.10.022.
  23. ^ ab Lakdawalla, Emily (4 de mayo de 2010). "El hexágono de Saturno recreado en el laboratorio". Planetary.org . Consultado el 7 de febrero de 2014 .
  24. ^ Morales-Juberías, R.; Sayanagi, KM; Simon, AA; Fletcher, LN; Cosentino, RG (2015). "Chorro atmosférico superficial serpenteante como modelo del hexágono polar norte de Saturno". The Astrophysical Journal . 806 (1): L18. Bibcode :2015ApJ...806L..18M. doi : 10.1088/2041-8205/806/1/L18 .
  25. ^ Rostami, Masoud; Zeitlin, Vladimir; Spiga, Aymeric (2017). "Sobre la naturaleza dinámica del hexágono polar norte de Saturno" (PDF) . Icarus . 297 : 59–70. Bibcode :2017Icar..297...59R. doi :10.1016/j.icarus.2017.06.006. S2CID  59473881.
  26. ^ "Los científicos resuelven el misterio de las tormentas poligonales de Júpiter". Sky News . Consultado el 25 de septiembre de 2020 .
  27. ^ Li, Cheng; Ingersoll, Andrew P.; Klipfel, Alexandra P.; Brettle, Harriet (2020). "Modelado de la estabilidad de patrones poligonales de vórtices en los polos de Júpiter según lo revelado por la nave espacial Juno". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (39): 24082–24087. Bibcode :2020PNAS..11724082L. doi : 10.1073/pnas.2008440117 . PMC 7533696 . PMID  32900956. 
  28. ^ Gavriel, Nimrod; Kaspi, Yohai (2021). "El número y la ubicación de los ciclones circumpolares de Júpiter explicados por la dinámica de la vorticidad". Nature Geoscience . 14 (8): 559–563. arXiv : 2110.09422 . Código Bibliográfico :2021NatGe..14..559G. doi :10.1038/s41561-021-00781-6. ISSN  1752-0894. S2CID  236096014.

Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con:
Polos de Saturno (categoría)