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5 luglio 2012 4 05 /07 /luglio /2012 22:02

 

 

Una corrente a getto particolarmente forte è visibile in quest'immagine a falsi colori dell'atmosfera di Titano, ottenuta dalla sonda Cassini. Credit: NASA/PL-Caltech/SSI

Turbolenti correnti a getto, cioè regioni dove i venti soffiano molto più velocemente rispetto ad altrove, tagliano in lungo ed in largo l'atmosfera di Saturno. Da anni gli scienziati cercando di capire il meccanismo che è alla base di queste struttura ondulatorie che si formano nell'alta atmosfera di questo gigante gassoso e la fonte dell'energia che li spinge. In un nuovo studio pubblicato a Giugno 2012 sul giornale scientifico Icarus, un gruppo di scienziati ha mostrato una nuova analisi di dati raccolti nel tempo dalla sonda Cassini, da cui deriva la scoperta che l'energia dei getti proviene dal calore prodotto internamente dal pianeta gigante. La condensazione dell'acqua causata dal riscaldamento interno di Saturno porta a differenze notevoli tra i vari strati presenti nell'atmosfera. La differenza di temperatura crea disturbi climatici che spostano l'aria avanti ed indietro sempre alla stessa latitudine. La principale teoria in competizione con questa era che l'energia fosse proveniente dal Sole, cioè come funziona nel caso delle correnti a getto presenti nell'atmosfera della Terra.

 

 

"Sappiamo che le atmosfere di pianeti come Saturno e Giove possono ottenere la propria energia soltanto da due fonti: il Sole o riscaldamento interno. La sfida è stata scoprire i modi in cui interpretare i dati per capire i segni della differenza." ha spiegato Tony Del Genio, del Goddard Institute for Space Studies, della NASA, autore principale della relazione e membro del team Cassini.

Questo studio è stato possibile in parte anche perché la sonda Cassini è rimasta in orbita intorno a Saturno abbastanza a lungo da ottenere un grande numero di osservazioni richieste per notare l'emergenza di pattern così sublimi che vengono creati da variazioni climatiche da un giorno all'altro. "Riuscire a capire cosa alimenta la meteorologia di Saturno, ed in generale dei giganti gassosi, è stato uno dei nostri obbiettivi cardinali sin dall'inizio della missione Cassini." ha spiegato Caroly Porco, a capo del gruppo che si occupa delle immagini di Cassini, e scienziata del Space Science Institute. "E' molto gratificante vedere che finalmente iniziamo a capire che questi processi atmosferici rendono la Terra sia simile che molto differente dagli altri pianeti."

Piuttosto che avere una sottile atmosfera ed una grande superficie solida e liquida, come la Terra, Saturno è un gigante fatto di gas la cui enorme e profonda atmosfera è continuamente stratificata in diversi ponti di nuvole a diverse altitudini. Una serie di correnti a getto tagliano poi la faccia di Saturno nella parte visibile all'occhio umano e anche alle camere del vicino-infrarosso di Cassini. La maggior parte di queste correnti soffiano verso est, ma alcune anche verso ovest. Le correnti a getto su Saturno avvengono in posti dove la temperatura varia significativamente da una latitudine all'altra.

 

Grazie ai filtri nelle camere di Cassini, che possono osservare la luce nel vicino-infrarosso riflessa nello spazio, gli scienziati possono osservare i processi dietro i getti anche a latitudini più basse. Una vista filtrata mostra per esempio la parte superiore della troposfera, uno strato dell'atmosfera dove Cassini va alla ricerca di aloni e dove il riscaldamento da parte del Sole è piuttosto forte. Le viste attraverso un'altro filtro mostrano invece l'atmosfera più profonda, con le nubi di ammoniaca ghiacciata, dove il riscaldamento solare è molto debole ma che si trova più vicino all'origine dei getti. E' qui che ha origine l'acqua condensata che crea le nuvole e la pioggia.

In questo studio, che arriva sulle tracce dei precedenti risultati pubblicati dal team nel 2007, vengono usati anche i dati di un nuovo software creato per analizzare i movimenti e le velocità delle nuvole viste nelle centinaia di immagini ottenute da Cassini tra il 2005 ed il 2012. "Grazie al nostro algoritmo di tracking migliorato, siamo riusciti ad estrarre quasi 120.000 vettore di vento da 560 immagini, e questo ci ha dato un'immagine senza precedenti del flusso dei venti presente su Saturnoa due altitudini indipendenti su scala globale" ha spiegato il co-autore e membro del team, John Barbara. Le scoperte forniscono un test ricco di osservazioni degli attuali modelli che gli scienziati usano per studiare i meccanismi che potrebbero alimentare le correnti a getto.

 

Questa figura esamina una corrente a getto particolarmente intensa che i vortici stanno portando a tagliare l'atmosfera di Saturno nell'emisfero nord. I dati sono stati ottenuti dalla sonda Cassini. Credit: NASA/JPL-Caltech

Vedendo per la prima volta come questi vortici accelerano i correnti a getto a due differenti altitudini, gli scienziati hanno scoperto che i vortici stessi erano deboli alle altitudini più alte, laddove precedenti ricerche indicavano un maggiore riscaldamento da parte del Sole. I vortici sono più forti se sono radicati più in profondità nell'atmosfera. Così, gli autori hanno potuto escludere il riscaldamento proveniente dal Sole e inferire invece che il calore interno del pianeta è infondo alla base dell'accelerazione delle correnti a getto. Il meccanismo che meglio spiegava le osservazioni prevedeva quindi il calore interno come fonte dell'energia, e non il Sole. Il vapore acqueo si condensa in alcuni posti man mano che l'aria si innalza e rilascia calore producendo nuvole e pioggia. Questo calore fornisce l'energia per creare i vortici che sono alla base delle correnti a getto.

La condensazione stessa dell'acqua in realtà non è stata osservata; la maggior parte di questo processo avviene ad altitudini molto più basse di quelle visibili agli occhi di Cassini. Ma la condensazione in tempeste a metà latitudine avviene in realtà sia su Saturno che sulla terra. Le tempeste sulla Terra, i centri di pressione alti e bassi sulle mappe meteorologiche terresti, sono alimentate dall'energia solare e non avvengono soltanto se c'è la condensazione dell'acqua, ha spiegato Del Genio. Su Saturno, il riscaldamento che porta alla condensazione è invece il motore principale dietro le tempeste, ed il riscaldamento del Sole è irrilevante. "

 

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Published by il conte rovescio - in astronomia
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