Persbericht

Blik in het hart van een gigantische storm op Saturnus

19 mei 2011

ESO’s Very Large Telescope (VLT) en de ruimtesonde Cassini hebben gedetailleerder dan ooit een zeldzame storm in de atmosfeer van de planeet Saturnus waargenomen. De resultaten van het internationale onderzoek verschijnen deze week in het tijdschrift Science.

De atmosfeer van Saturnus lijkt altijd kalm en rustig. Slechts eenmaal per Saturnus-jaar (ongeveer 30 aardse jaren), als het voorjaar wordt op het noordelijk halfrond van de reuzenplaneet, wordt het ver onder de wolken onrustig in de atmosfeer en ontstaat er een enorme verstoring (eso9014).

De laatste grote storm is in december 2010 ontdekt door een instrument aan boord van NASA’s ruimtesonde Cassini dat radio- en plasmagolven onderzoekt [1]. Hij is ook gezien door sterrenkunde-amateurs. Daarna is de storm bestudeerd door VISIR [2], de infraroodcamera van de VLT, en het CIRS-instrument [3] op Cassini.

Het gaat om een van de zes gigantische stormen die sinds 1876 op de planeet hebben gewoed. Het is de eerste die is bestudeerd in het thermisch infrarood – waardoor de temperatuurvariaties in zo’n Saturnus-storm te zien zijn – en de eerste die ooit is waargenomen door een om de planeet cirkelend ruimtescheepje.

“De verstoring op het noordelijke halfrond van Saturnus heeft een gigantische, gewelddadige en complexe uitbarsting van helder wolkenmateriaal gecreëerd, dat zich om de hele planeet heen heeft verspreid”, legt eerste auteur Leigh Fletcher (University of Oxford, UK) uit. “Doordat de VLT en Cassini deze storm op hetzelfde moment hebben waargenomen, kunnen we de Cassini-observaties in de juiste context plaatsen. Eerdere onderzoeken maakten gebruik van gereflecteerd zonlicht, maar doordat we nu voor het eerst het infrarode licht hebben kunnen bestuderen, krijgen we zicht op de verborgen gebieden in de atmosfeer en kunnen we de substantiële veranderingen in temperatuur en winden meten, die hiermee gepaard gaan.”

De storm zou zijn ontstaan diep beneden in de waterwolken, waar een fenomeen dat te vergelijken is met een onweersbui, een gigantische convectiepluim heeft gevormd: net zoals hete lucht opstijgt in een verwarmde ruimte, is het gas omhooggestegen en door de normaalgesproken rustige bovenste atmosfeer van Saturnus gestoten. Door een wisselwerking met circulerende luchtstromen die naar het oosten en westen waaien zijn er hoog in de atmosfeer grote temperatuurverschillen ontstaan.

“Onze nieuwe waarnemingen tonen aan dat de storm een groot effect had op de atmosfeer. Energie en materiaal werden over grote afstanden getransporteerd, waardoor de atmosferische winden meanderende straalstromen en wervelingen vormden en Saturnus’ langzame  seizoensevolutie  werd onderbroken”, zegt teamlid Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA).

Op het VISR-beeld zijn onverwachte kenmerken te zien, zoals zogenoemde stratosferische ‘bakens’. Dit zijn zeer sterke temperatuurveranderingen in de stratosfeer van Saturnus, 250-300 km boven de wolktoppen in de lagere atmosfeer. Ze laten zien tot hoe hoog in de atmosfeer de effecten reiken. De temperatuur in Saturnus’ stratosfeer is normaal rond de -130 graden Celsius in dit seizoen, maar de ‘bakens’ blijken 15-20 graden warmer te zijn.

De bakens zijn onzichtbaar in gereflecteerd zonlicht maar kunnen in het thermisch infrarood de emissie van de rest van de planeet overschaduwen. Ze zijn trouwens nooit eerder gezien, dus astronomen zijn er niet zeker van dat deze bakens altijd voorkomen bij dergelijke stormen.

“We hadden geluk dat we begin 2011 waarneemtijd kregen van ESO. We konden de storm daardoor heel snel observeren. En we hadden geluk dat Cassini’s CIRS-instrument gelijktijdige waarnemingen kon doen. Daardoor konden we de beelden van de VLT en de spectroscopische waarnemingen van Cassini goed vergelijken”, concludeert Leigh Fletcher. “We gaan door met het observeren van deze unieke gebeurtenis.”

Noten

[1] De Cassini-Huygens missie is een samenwerkingsproject  van NASA, ESA en de Italiaanse ruimtevaartorganisatie. NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, een divisie van California Institute of Technology, leidt de missie voor NASA's Science Mission Directorate, Washington, DC.

[2] VISIR is de VLT-spectrometer en camera voor mid-infrarood golflengten. VISIR is gebouwd door  CEA/DAPNIA/SAP en NFRA/ASTRON.

[3] CIRS staat voor: Composite Infrared Spectrometer, een van de instrumenten op Cassini. CIRS analuseert warmtestraling en kan de samenstelling van een object onderscheiden.

Meer informatie

Het team bestaat uit Leigh N. Fletcher (University of Oxford, UK), Brigette E. Hesman (University of Maryland, USA), Patrick G.J. Irwin (University of Oxford), Kevin H. Baines (University of Wisconsin-Madison, USA), Thomas W. Momary (Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, USA), A. Sanchez-Lavega (Universidad del País Vasco, Bilbao, Spain), F. Michael Flasar (NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Maryland, USA), P.L. Read (University of Oxford, UK), 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, Spain), Bonnie Buratti (JPL), Roger N. Clark (US Geological Survey, Denver, USA), Philip D. Nicholson (Cornell University, Ithaca, USA), Christophe Sotin (JPL).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa, en het meest productieve astronomische observatorium ter wereld. ESO wordt ondersteund door 15 landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerp, de bouw en het beheer van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op sterrenkundig gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staat ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld. Ook is ESO de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste sterrenkundige project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 42-meter Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescoop (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Foto's van de VLT
• Persberichten van NASA

Contact

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

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

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

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

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

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

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media