Lehdistötiedote

Katso syvälle Saturnuksen valtaisaan myrskyyn

19. toukokuuta 2011

ESO:n VLT -kaukoputki on yhteistyössä NASA:n Cassini -avaruusluotaimen kanssa tutkinut harvinaista myrskyä Saturnuksen kaasukehässä, tarkemmin kuin mitä on ollut mahdollista koskaan aiemmin. Tämä uusi kansainvälisen tutkijaryhmän tekemä tutkimus julkaistaan tällä viikolla Science -lehdessä

Saturnus -planeetan kaasukehä näyttää yleensä tyyneltä ja rauhalliselta. Mutta noin kerran yhdessä Saturnuksen vuodessa (noin kolmekymmentä Maan vuotta) kevään tullessa tämän jättimäisen kaasuplaneetan pohjoiselle pallonpuoliskolle jotain herää syvällä pilvien alla ja johtaa dramaattisen koko planeetan kattavaan häiriöön (eso9014).

Viimeisin näistä myrskyistä havaittiin ensiksi radio ja plasma-aalto instrumentillä, joka on planeettaa kiertävällä Cassini -avaruusluotaimella [1]. Myös amatööritähtitieteilijät seurasivat myrskyä joulukuussa 2010. Nyt sitä on tutkittu tarkkaan käyttäen yhdessä VISIR -infrapunakameraa [2] ESO:n VLT-kaukoputkella (Very Large Telescope) ja CIRS -havaintolaitetta [3] Cassinilla.

Tämä on vasta kuudes valtaisa myrsky joka on havaittu sitten vuoden 1876. Ja se on ensimmäinen jota on koskaan havaittu lämpöinfrapunassa – jolla voidaan havaita lämpötilan muutoksia myrskyn sisällä – ja ensimmäinen jota planeettaa kiertävä avaruusluotain on koskaan havainnut.

“Tämä häiriö Saturnuksen pohjoisella pallonpuoliskolla on saanut aikaiseksi valtaisan, rajun ja monimutkaisen kirkkaan pilvimaterian purkauksen, joka on levinnyt ympäröimään koko planeetan,” selittää artikkelin pääkirjoittaja Leigh Fletcher (Oxfordin yliopisto, Yhdistynyt kuningaskunta). “Se että sekä VLT että Cassini havaitsivat myrskyä yhtäaikaa antaa mahdollisuuden laittaa Cassinin havainnot oikeaan viitekehykseen. Aikaisemmat tälläisia myrskyjä käsittelevät tutkimukset ovat pysytyneet käyttämään vain heijastunutta auringonvaloa. Mutta nyt ensimmäistä kertaa käytetyt lämpöinfrapunavalon havainnot paljastavat kaasukehän piilossa olevia alueita ja mittaavat merkittäviä muutoksia tapahtumaan liittyvissä lämpötiloissa ja tuulissa.

Myrsky saattaa olla saanut alkunsa syvällä vesipilvissä joissa ukkosmyrskyn kaltainen ilmiö sai aikaiseksi jättimäisen konvektiivisen laajentuman: aivan kuten kuuma ilma nousee ylöspäin lämmitetyssä huoneessa, tämä kaasumassa kohoaa ja nousee Saturnuksen yleensä rauhallisen ylemmän kaasukehän läpi. Nämä valtaisat häiriöt vuorovaikuttavat itään ja länteen kiertävien tuulien kanssa ja aiheuttavat dramaattisia lämpötilamuutoksia kaasukehän yläosissa.

“Uudet havaintomme osoittavat, että myrskyllä oli merkittävä vaikutus kaasukehään. Se kuljetti enrgiaa ja materiaa pitkien matkojen päähän, muutti kaasukehän tuulia – saaden aikaiseksi polveilevia suihkuvirtauksia ja valtaisia pyörteitä – ja häiritsi Saturnuksen hitaita kausiluonteisia vaihteluita,” lisää tutkijaryhmän jäsen Glenn Orton (Jet Propulson Laboratory, Pasadena, Yhdysvallat).

Eräät VISIR:llä havaituista yllättävistä piirteistä on nimetty stratosfäärisiksi majakoiksi. Ne ovat suuria lämpötilamuutoksia korkealla Saturnuksen stratosfäärissä, 250-300km alakaasukehän pilvien yläpuolella, osoittaen miten korkealle kaasukehään myrskyn vaikutukset ulottuvat. Lämpötila Saturnuksen stratosfäärissä on yleensä tähän aikaan vuodesta -130 Celcius astetta, mutta majakat ovat tätä 15-20 Celcius astetta lämpimämpiä

Majakat ovat täysin näkymättömiä heijastuneessa auringonvalossa, mutta loistavat kirkkaammin kuin koko muu planeetta VISIR:n havaitsemassa lämpöinfrapunassa. Niitä ei ole havaittu koskaan aiemmin, joten tähtitieteilijät eivät tiedä liittyvätkö ne yleisesti tällaisiin myrskyihin.

“Meillä oli onnea, että meillä oli suunniteltu havaintojakso 2011 vuoden alkuun. ESO suostui aikaistamaan tätä havaintojaksoa niin, että pystyimme havaitsemaan myrskyä mahdollisimman aikaisin. Toinen onnenpotku oli, että Cassinin CIRS -havaintolaite pystyi myös havaitsemaan myrskyä samanaikaisesti. Näin me pystyimme vertailemaan VLT:n ottamia kuvia ja Cassinin spektroskopiaa,” päättää Leigh Fletcher. “Me jatkamme tämän kerran sukupolvessa tapahtuvan tapauksen havaitsemista.”

Lisähuomiot

[1] Cassini-Huygens luotain on yhteistyöprojekti NASA:n, Euroopan avaruusjärjestön ESA:n ja Italian avaruusjärjestön välillä. NASA:n Jet Propulsion Laboratory Pasadenassa Californiassa, joka on California Institute of Technology:n osasto, hallinnoi hanketta NASA:n Science Mission Directorate, Washington, DC puolesta.

[2] VISIR on VLT -kaukoputken spektrometri ja kamera keski-infrapunassa. VISIR:n rakensivat CEA/DAPNIA/SAP ja NFRA/ASTRON.  

[3] CIRS tulee englannin kielen sanoista Composite Infrared Spectrometer (yhdistelmäinfrapunaspektrometri) ja on yksi havaintolaitteista Cassini -avaruusluotaimessa. CIRS analysoi lämpösäteilyä ja pystyy määrittämään kohteen koostumuksen.

Lisätietoa

Tämä tutkimus julkaistan Science -lehdessä ilmestyvässä artikkelissa huhtikuun 19. päivänä 2011.

Tutkijaryhmä koostuu seuraavista henkilöistä: Leigh N. Fletcher (Oxfordin yliopisto, Yhdistynyt kuningaskunta), Brigette E. Hesman (Marylandin yliopisto, Yhdysvallat), Patrick G.J. Irwin (Oxfordin yliopisto), Kevin H. Baines (Wisconsin-Madisonin yliopisto, Yhdysvallat), Thomas W. Momary (Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Yhdysvallat), A. Sanchez-Lavega (Universidad del País Vasco, Bilbao, Espanja), F. Michael Flasar (NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Maryland, Yhdysvallat), P.L. Read (Oxfordin yliopisto), Glenn S. Orton (JPL), Amy Simon-Miller (GSFC), Ricardo Hueso (Universidad del País Vasco), Gordon L. Bjoraker (GSFC), A. Mamoutkine (GSFC, Teresa del Rio-Gaztelurrutia (Universidad del País Vasco), Jose M. Gomez (Fundacion Esteve Duran, Barcelona, Espanja), Bonnie Buratti (JPL), Roger N. Clark (US Geological Survey, Denver, Yhdysvallat), Philip D. Nicholson (Cornellin yliopisto, Ithaca, Yhdysvallat), Christophe Sotin (JPL).

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 14 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, sekä VISTA, maailman suurin kartoitusteleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 42-metristä optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Kuvia VLT -kaukoputkesta
• NASA:n lehdistötiedote

Yhteystiedot

Dr Leigh N. Fletcher
Glasstone Science Fellow, University of Oxford
UK
Puh.: +44 1 865 272 089
Sähköposti: fletcher@atm.ox.ac.uk

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Sähköposti: rhook@eso.org

Jia-Rui C. Cook
Media Relations Specialist, NASA's Jet Propulsion Laboratory
Pasadena, USA
Puh.: +1 818 354 0850
Matkapuhelin: +1 818 359 3241
Sähköposti: Jia-Rui.C.Cook@jpl.nasa.gov

Nancy Neal-Jones
Science Writer, NASA's Goddard Space Flight Center
USA
Puh.: +1 301 286 0039
Sähköposti: Nancy.n.jones@nasa.gov

Elizabeth Zubritsky
Science Writer, NASA's Goddard Space Flight Center
USA
Puh.: +1 301-614-5438
Sähköposti: elizabeth.a.zubritsky@nasa.gov

Pete Wilton
Acting Deputy Head of Press & Information Office, University of Oxford
UK
Puh.: +44 1865 283 877
Sähköposti: pete.wilton@admin.ox.ac.uk

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media