ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile NASA’nın Cassini uzay aracı birlikte çalışarak Satürn gezegeninin atmosferinde nadir görülen bir fırtınayı şimdiye dek mümkün olmayan oldukça ayrıntılı bir şekilde görüntüledi. Uluslararası bir ekip tarafından yürütülen yeni çalışma Science dergisinin bu haftaki sayısında yayınlanacak.
Normalde Satürn gezegeninin atmosferi sakin ve durgun görünür. Fakat yaklaşık olarak her Satürn yılında bir (yaklaşık 30 Dünya yılı), dev gezegenin kuzeyine bahar mevsimi geldiğinde bulutların altında bir şeyler gezegen-boyunca karışıklığı başlatan çarpıcı bir çalkantıya sebep olmaktadır (eso9014).
Buna benzer en son fırtına ilk olarak Aralık 2010’da gezegenin yörüngesindeki NASA’nın Cassini uzay aracının [1] üzerinde bulunan radyo ve plazma dalgaları bilimi aygıtı tarafından tespit edildi ve aynı zamanda amatör gökbilimciler tarafından da takip edildi. Fırtına şu anda ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) üzerindeki VISIR [2] kırmızı ötesi kamerası ve Cassini üzerindeki CISR aygıtı [3] ile birlikte ayrıntılı olarak inceleniyor.
Bu 1876’dan beri saptanan dev fırtınalardan sadece altıncısı. İlk kez bir Satürn fırtınasının -içindeki sıcaklık değişimlerini görebilmek için- kırmızı ötesinde gözlemi yapılıyor ve bu gözlem ilk kez gezegenin yörüngesinde bulunan bir uzay aracı tarafından gerçekleştiriliyor.
“Satürn’ün kuzey yarımküresindeki çalkantı nedeniyle karmaşık bulut maddesi şiddetli bir patlamayla gezegenin tümüne yayıldı,” diye açıklıyor yeni çalışmanın başyazarı Leigh Fletcher (Oxford Üniversitesi, İngiltere). “VLT ve Cassini’nin aynı anda bu fırtınayı araştırmaları sayesinde Cassini gözlemlerini değerlendirme şansını elde ettik. Bu fırtınalara ait daha önceki çalışmalar sadece gezegenden yansıyan güneş ışığı kullanılarak yapılırken, şimdi ilk kez termal kırmızı ötesi ışığın gözlenmesiyle gerçekleştiriliyor, bu sayede atmosferin gizli bölgelerini açığa çıkarabilir ve bu olayla ilgili sıcaklıkta ve bulutlarda meydana gelen gerçekten önemli değişiklikleri ölçebiliriz.”
Fırtına gök gürültüsünün dev bulutların hareketini tetiklemesine benzer şekilde su bulutlarının içinde meydana gelmiş olabilir: tıpkı sıcak havanın ısınan odada yükselmesi gibi bu gaz kütlesi yukarıya doğru yönelerek Satürn’ün genelde durgun olan üst atmosferine çarptı. Bu devasa çalkantılar doğuya ve batıya doğru hareket eden bulutlarla etkileşerek atmosferin üst kısımlarında çarpıcı sıcaklık değişimlerine sebep olmaktadır.
“Yeni gözlemlerimize göre fırtına atmosferde önemli etkilere sebep oluyor. Fırtına nedeniyle madde ve enerji uzun mesafeler boyunca taşınıyor, -kıvrımlı jet akımları ve dev girdaplar oluşarak- atmosferik bulutlar üzerinde değişimlere neden oluyor ve Satürn’ün yavaş ilerleyen mevsimsel dönüşümü de bozuluyor,” diye ekliyor ekibin diğer üyelerinden Glenn Orton (Jet İtki Lab., Pasadena, ABD).
VISIR ile elde edilen yeni verilerdeki beklenmedik özellikler sergileyen görüntülere stratosferik (kat yuvarı) fenerler adı verildi. Bunlar Satürn’ün stratosferinin (atmosfer tabakası) üst kısmında, atmosferin alt kısmının en üst bölgesinde yer alan bulutlardan 250–300 km yukarıda meydana gelen ve fırtınanın atmosferin içinde ne kadar mesafede etkili olduğunu gösteren çok güçlü sıcaklık değişimleridir. Bu mevsimde Satürn stratosferindeki ortalama sıcaklık normalde -130 santigrat derecedir fakat bu fenerlerin 15–20 santigrat derece daha sıcak oldukları ölçülmüştür.
Fenerler yansıyan güneş ışığında neredeyse tamamen görünmezler, fakat VISIR ile termal kırmızı ötesi ışıkta saptandıklarında gezegenin geri kalanından gelen ışıktan çok daha parlak görünürler. Bu fenerler daha önce hiç tespit edilmedi, bu nedenle gökbilimciler bunların fırtınalara özgü yaygın bir özellik olup olmadığı konusunda emin değiller.
“2011 yılı başlarındaki gözlem tarihini ileri bir tarihe alma olanağı sağlayan ESO sayesinde fırtınayı olabildiğince çabuk görme imkanı yakaladığımız için şanslıydık. Başka bir talih kuşu ise Cassini üzerindeki CIRS aygıtının fırtınayı aynı zamanda gözleyebilmesiydi, böylece VLT ile görüntülemenin yanında karşılaştırmak için Cassini ile de tayf ölçümü yapabildik,” diye aktarıyor Leigh Fletcher. “Kırk yılda bir görülecek olan bu olayı gözlemeye devam ediyoruz.”
Notlar
[1] Cassini-Huygens görevi NASA, Avrupa Uzay Ajansı ve İtalyan Uzay Ajansı’nın birlikte yürüttüğü bir projedir. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ne bağlı Kaliforniya, Pasadena’daki Jet İtki Laboratuarı, görevi NASA’nın Bilim Görevi Müdürlüğü (Washington) adına yürütmektedir.
[2] VISIR kırmızı ötesinde çalışan bir VLT tayfölçeri ve görüntüleyicisidir. CEA/DAPNIA/SAP ve NFRA/ASTRON tarafından geliştirilmiştir.
[3]CIRS, Birleşik Kırmızıötesi Tayfölçeri (Composite Infrared Spectrometer) anlamına gelmektedir. CIRS ısıl ışımayı analiz etmektedir ve maddenin bileşenlerini ayırt edebilmektedir.
