Cassini da NASA vê o imponente hexágono polar de Saturno

O legado de Cassini lança mais luz sobre o estranho mistério do hexágono polar setentrional de Saturno.

Agora, um novo estudo publicado na Nature: Communications sugere que o hexágono - um padrão encontrado na troposfera de Saturno - pode influenciar a aparência de uma estrutura similar na estratosfera, a mais de 300 quilômetros (200 milhas) acima dela.

A visão da Cassini do hexágono de Saturno a partir de 2012. 

NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciências Espaciais.

Uma das características mais estranhas do sistema solar é o hexágono que adorna a região polar de Saturno. Espionada pela primeira vez pela sonda Voyager 1 durante seu histórico sobrevôo em 1980, esse recurso é único entre os planetas do sistema solar.

O hexágono polar de Saturno em movimento. NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciências Espaciais / Hampton University

As descobertas vêm da sonda Cassini da NASA , que chegou à órbita de Saturno em julho de 2004 e encerrou sua missão com uma entrada atmosférica planejada e descartada há um ano, em 15 de setembro de 2017. Os cientistas realizaram medições principais usando o Espectrômetro Infravermelho Composto da espaçonave. (CIRS) a partir de 2014.

"Enquanto esperávamos ver um vórtice de algum tipo no polo norte de Saturno à medida que ficava mais quente, sua forma é realmente surpreendente", diz Leigh Fletcher (Universidade de Leicester, Reino Unido) em um recente comunicado à imprensa . de forma espontânea e idêntica em duas altitudes diferentes, ou o hexágono é de fato uma estrutura imponente que abrange uma faixa vertical de várias centenas de quilômetros. ”

Estações em Saturno

Saturno orbita o Sol a cada 29,5 anos, de modo que suas "estações" duram apenas sete anos. O inverno no hemisfério norte terminou em 2009, um ano que marcou tanto o equinócio da primavera quanto o início da missão de equinócio de dois anos da Cassini.

Mas o instrumento CIRS da Cassini precisava de temperaturas (relativamente) mais altas para fazer observações estratosféricas sobre o hexágono do norte ; no final do inverno, os temps pairavam perto de -158 ° C, 20 ° abaixo do que o CIRS precisa fazer observações. O início do verão setentrional em Saturno ofereceu uma chance final para observações perto do final da missão da Cassini.

Mapas de brilho / temperatura do hexágono polar setentrional de Saturno de 2013 a 2017, mostrando o componente estratosférico emergente. 

NASA / JPL-Caltech / Universidade de Leicester / GSFC / LN Fletcher et al. 2018

Um novo sistema emerge

Em 2014, quando o hemisfério norte entrou no verão, a Cassini começou a sondar a estratosfera do pólo. Os pesquisadores logo perceberam que estavam vendo as bordas irregulares de um hexágono estratosférico emergirem, espelhando o padrão agora familiar abaixo dele na troposfera. Essa descoberta inesperada está em desacordo com o que os pesquisadores esperavam encontrar: na Terra ou em Saturno, as velocidades do vento mudam consideravelmente mais alto na atmosfera, tornando improvável a presença de estruturas de nuvens de vida longa que se estendem por várias camadas. Uma estrutura de nuvens como o hexágono polar setentrional deveria permanecer encurralada na baixa troposfera.

Então, como está o contorno do hexágono persistindo mais alto? Um mecanismo possível apresentado pelos pesquisadores é um fenômeno conhecido como evanescência , onde uma onda decadente tem energia suficiente para persistir na atmosfera superior.

"Podemos usar as condições atmosféricas de fundo (especificamente, gradientes de temperaturas e ventos) para descobrir se uma onda está presa ou se está livre para se propagar verticalmente", diz Fletcher. "Contanto que as duas regiões onde o hexágono possa se propagar não estejam muito distantes, um número suficiente de informações da troposfera poderia realmente atingir a estratosfera, e é por isso que vemos o hexágono em ambas as alturas."

Se o hexágono polar está evanescendo da troposfera para a estratosfera, isso significa que essa estrutura atravessa centenas de quilômetros de altura. Mas ainda não está claro se este é realmente o caso: "O hexágono é provavelmente contínuo, da troposfera à estratosfera, mas há uma porção da atmosfera entre o local onde o CIRS é incapaz de fornecer evidências diretas do hexágono", diz Linda. Spilker (NASA-JPL). "Modelagem atmosférica futura será útil para ajudar a explicar o que é observado."

Não havia hexágono no pólo sul, nem no topo das nuvens nem acima, quando foi observado no início da missão de Cassini durante o verão do sul. A corrente de jato do norte em Saturno (a 78 ° de latitude norte) parece ser mais instável que sua contraparte sul, possivelmente contribuindo para sua aparência hexagonal única.

Observando o Hexágono do Norte

Certamente, é um pouco frustrante que a Cassini tenha acabado com a exploração de Saturno enquanto as coisas estavam ficando interessantes no norte. Mas mesmo com a Cassini, futuras observações desse fenômeno ainda serão possíveis com o Hubble e seu próximo sucessor infravermelho, o Telescópio Espacial James Webb .

Saturno a partir de 2017, imaginado a partir do observatório Pic du Midi, com o hexágono polar claramente visível. Damian Peach

O hexágono polar setentrional também aparece em astrofotografias terrestres modernas . De fato, é interessante perceber que nenhuma observação de Saturno observou o hexágono antes de sua descoberta na década de 1970, embora tal observação fosse possível por observadores de olhos arregalados, usando grandes óticas. Os anéis de Saturno - e o próprio planeta - inclinam um máximo de 27 ° em relação à nossa linha de visão, alternando entre cada hemisfério uma vez a cada 14 a 15 anos. Os anéis foram avisados ​​no ano passado mais amplo em 2017, com o hemisfério norte visível, e eles estão voltando para o limite em 2025.

Fonte: https://www.skyandtelescope.com/