Utomjordisk virvel - Extraterrestrial vortex

En utomjordisk virvel är en virvel som förekommer på andra planeter och naturliga satelliter än jorden som har tillräcklig atmosfär. Mest observerade utomjordiska virvlar har setts i stora cykloner eller anticykloner . Emellertid har enstaka dammstormar varit kända för att producera virvlar på Mars och Titan . Olika rymdfarkostuppdrag har registrerat bevis på tidigare och nuvarande utomjordiska virvlar. De största utomjordiska virvlarna finns på gasjättarna , Jupiter och Saturnus , och isjättarna , Uranus och Neptunus .

Kvicksilver

På grund av Merkurius tunna atmosfär upplever den inte väderliknande stormar eller andra atmosfäriska väderfenomen som moln, vindar eller regn. Ganska ovanligt har Mercury magnetiska "tornados" som observerades av NASA: s Mercury MESSENGER under en flyby 2008. Tornados är vridna buntar av magnetfält som ansluter Merkurius magnetfält till rymden.

Venus

Venus Express observerade två stora formförskjutande virvlar på Venus poler ( polära virvlar ) 2006 på en av dess närbilder på planet. Sydpolen sågs ha en stor, ständigt föränderlig, dubbelögad virvel genom högupplösta infraröda mätningar som erhållits av VIRTIS-instrumentet på Venus Express. Orsaken till den dubbelögade virveln är okänd men polärvirvlarna orsakas av den nedre atmosfärens atmosfäriska cirkulation i Hadley Cell . Ovanligt står ingen av de dubbla virvlarna vid sydpolen någonsin i linje och ligger på lite olika höjder. Sydpolens cyklonliknande storm är ungefär lika stor som Europa. Dessutom ändrar södra polvirveln ständigt form men orsaken är fortfarande okänd.

År 1979 observerade NASA: s Pioneer Venus en dubbel virvelcyklon vid nordpolen. Det har inte varit många fler närbilder av nordpolen sedan Pioneer Venus.

Eftersom det mesta av planetens vatten har rymt till rymden upplever Venus inte regn som jorden gör. Det har dock funnits tecken på blixtnedslag på Venus, vilket bekräftades av data från Venus Express. Blixten på Venus är annorlunda än blixten på alla andra planeter eftersom den är associerad med svavelsyramoln istället för vattenmoln. Magnetometerinstrumentet på Venus Express upptäckte elektriska urladdningar när rymdfarkosten kretsade nära Venus övre atmosfär. De flesta stormar bildas högt upp i atmosfären cirka 25 miles från ytan och all nederbörd avdunstar cirka 20 miles över ytan.

Mars

Två bilder från 2001 från Mars Orbiter -kameran på NASA: s Mars Global Surveyor före och under en global dammstorm
Cyklon på Mars, avbildad av rymdteleskopet Hubble

De flesta av de observerade atmosfäriska händelserna på Mars är dammstormar som ibland kan störa tillräckligt med damm för att kunna ses från jorden. Många stora dammstormar inträffar varje år på Mars men ännu mer sällsynta är de globala dammstormar som Mars upplever i genomsnitt vart sjunde jordår. NASA har observerat globala dammstormar 1971, 1977, 1982, 1994, 2001, 2007 och 2018. Medan dessa massiva dammstormar orsakar problem för rovers och rymdfarkoster som arbetar med solenergi, toppar vindarna på Mars 97 km/h. (60 mph), mindre än hälften så stark som orkanstyrka på jorden, vilket inte är tillräckligt för att riva isär mekanisk utrustning.

Medan Mars är mest känd för sina återkommande dammstormar, upplever den fortfarande cyklonliknande stormar och polära virvlar som liknar jorden.

Se även: Mars klimat#Upprepande norra ringformiga moln

Den 27 april 1999 var en sällsynt cyklon 1.100 miles i diameter detekteras av rymdteleskopet Hubble i norra polarområdet av Mars . Den bestod av tre molnband som lindades runt ett massivt öga på 200 mil med en diameter på 320 km och innehöll funktioner som liknar stormar som har upptäckts i jordens poler (se: polar låg ). Det observerades bara kort, eftersom det verkade försvinna när det avbildades sex timmar senare och sågs inte vid senare avbildningar. Flera andra cykloner avbildades i ungefär samma område: cyklonen 2 mars 2001, 19 januari 2003, och cyklonen 27 november 2004.

Dessutom observerade NASA: s rymdskepp Mars Odyssey 2001 en kall, låg densitet, polär virvel i planetens atmosfär över breddgrader 70 grader norr och högre. NASA bestämde att varje vinter bildas en polar virvel över nordpolen ovanför atmosfären. Virveln och atmosfären separeras av en övergångszon där starka vindar omger polen och markbundna jetströmliknande egenskaper. Stabiliteten hos dessa ringformiga polvirvlar forskas fortfarande eftersom forskare tror att Mars -damm kan spela en roll i deras bildning.

Jupiter

Stor röd fläck, med Oval BA i söder
Jupiters sydpolära virvlar, avbildade av NASA: s Juno -rymdfarkoster

Jupiters atmosfär kantas av hundratals virvlar som troligen är cykloner eller anticykloner, liknande dem på jorden. Voyager och Cassini upptäckte att, till skillnad från den terrestriska atmosfären, är 90% av Jovian virvlar anticykloner, vilket innebär att de roterar i motsatt riktning av planetens rotation. Många cykloner har dykt upp och försvunnit under årens lopp med några till och med gått samman för att bilda större cykloner.

När NASA: s Juno -rymdfarkoster anlände till Jupiter 2016, observerade den gigantiska cykloner som omringade planets nord- och sydpol. Nio stora cykloner sågs runt nordpolen och 6 runt sydpolen. Vid ytterligare flybys upptäckte Juno ytterligare en cyklon vid sydpolen och märkte att 6 av de 7 cyklonerna bildade ett sexkantigt arrangemang runt cyklonen i mitten av sydpolen. Data från Juno har visat att detta stormsystem är stabilt och det har inte funnits några tecken på virvlar som försöker slå ihop.

Den stora röda fläcken på Jupiter är överlägset den största utomjordiska anticyklonen (eller cyklonen) som är känd. Den stora röda fläcken ligger på södra halvklotet och har vindhastigheter som är större än någon storm som någonsin mätts på jorden. Nya data från Juno fann att stormen tränger in i Jupiters atmosfär cirka 300 mil. Jättestormen har övervakats sedan 1830 men har möjligen överlevt i över 350 år. För över 100 år sedan var den stora röda fläcken långt över två jordar bred men har minskat sedan dess. När Voyagers 1 och 2 flög förbi 1979 mätte de den massiva cyklonen till två gånger jordens diameter. Mätningar idag från teleskop har uppmätt en diameter på 1,3 jordbredd.

Oval BA (eller Red Spot Jr.) är den näst största stormen på Jupiter och bildades genom sammanslagningen av tre mindre cykloner 2000. Den ligger strax söder om Great Red Spot och har ökat i storlek de senaste åren , långsamt blir en mer enhetlig vit.

The Great Dark Spot är en funktion som observerades nära Jupiters nordpol år 2000 av rymdfarkosten Cassini – Huygens som var ett kortlivat mörkt moln som växte till storleken på den stora röda fläcken innan det försvann efter 11 veckor. Fenomenet spekuleras av forskare att vara en bieffekt av starka auroror på Jupiter.

Saturnus

Saturns stora vita fläck , avbildad av NASA: s Cassini rymdfarkoster 2011
Falsk färgbild av Dragon Storm, avbildad av Cassini

Varje Saturnusår , cirka 28 jordår, har Saturnus massiva planetcirklande stormar, kallade Great White Spots . De stora vita fläckarna är kortlivade men kan påverka atmosfären och temperaturen på planeten i upp till tre jordår efter deras kollaps. Fläckarna kan vara flera tusen kilometer breda och kan till och med springa in i sina egna svansar och blekna när de cirkulerar planeten.

De flesta stormar på Saturnus inträffar i en zon på södra halvklotet som forskare kallar "stormgata" för sin stora mängd stormaktivitet. Stormgränd ligger 35 grader söder om ekvatorn och det är fortfarande okänt varför det finns en så stor mängd stormar som bildas här. Det finns också en långlivad storm som kallas Dragon Storm , som ibland blossar på Saturns södra breddgrader. Cassini upptäckte utbrott av radioutsläpp från stormen vid flera tillfällen, liknande de korta statiska utbrott som produceras från blixtnedslag på jorden.

Den 11 oktober 2006 tog rymdskeppet Cassini-Huygens bilder av en storm med en väldefinierad tydlig ögonvägg över Saturnus sydpol . Det var 8 000 kilometer (5000 mi) tvärs med stormar i ögonmuren som nådde 70 km (40 mi) höga. Stormen hade vindhastigheter på 550 km/h (340 mph) och verkade stå stilla över Saturns sydpol.

Saturnus håller för närvarande rekordet för det längsta kontinuerliga åskvädret i solsystemet med en storm som Cassini observerade tillbaka 2009 som varade i över 8 månader. Instrument på Cassini upptäckte kraftfulla radiovågor som kom från blixtnedslag i Saturns atmosfär. Dessa radiovågor är cirka 10 000 gånger starkare än de som avges från markbelysning.

En sexkantig cyklon i Saturnus nordpol har upptäckts sedan passagen av Voyager 1 och 2 och först avbildades av Cassini den 3 januari 2009. Den är knappt 25 000 mil i diameter, med ett djup av cirka 60 mil (100 km) och omger den ringade planetens nordpol på ungefär 78 ° N latitud.

Titan

Titans sydpolära virvel

Titan är mycket lik jorden och är den enda kända planetkroppen med en betydande atmosfär och stabila ytvätskor som fortfarande finns. Titan upplever stormar som liknar jorden, men istället för vatten finns metan och etanvätskor på Titan.

Data från Cassini fann att Titan upplever dammstormar som liknar dem på jorden och Mars. När Titan är i equinox höjer starka vindar som blåser upp mikronstora partiklar från sanddyner och skapar dammstormar. Dammstormarna är relativt korta men skapar intensiva infraröda ljuspunkter i atmosfären, vilket är hur Cassini upptäckte dem.

Cassini tog en bild av en sydpolarvirvel på Titan i juni 2012. Titan befanns också ha en nordlig polvirvel med liknande egenskaper som den södra polvirveln. Forskare fann senare att dessa virvlar bildades under vintern, vilket innebär att de var säsongsbetonade, liknande jordens polvirvlar.

Den sydpolära virveln avbildades igen 2013 och det bestämdes att virveln bildas högre upp i atmosfären än man tidigare trott. Den disiga atmosfären som Titan har lämnar månen oupplyst i solens strålar men virvelns bild visade en ljuspunkt på sydpolen. Forskare kom fram till att virveln är högt upp i atmosfären, möjligen ovanför diset, eftersom den fortfarande kan belysas av solen.

Uranus

Först observerades Great Dark Spot på Uranus, avbildat av rymdteleskopet Hubble

Uranus ansågs länge vara stämningsfullt på grund av bristen på stormar som observerats, men under de senaste åren har astronomer börjat se mer stormaktivitet på planeten. Det finns dock fortfarande begränsad information om Uranus eftersom den är så långt bort från jorden och svår att observera regelbundet.

År 2018 tog Hubble rymdteleskop (HST) en bild av Uranus som visade ett stort, ljust, polärt lock över nordpolen. Stormen anses vara långlivad och forskare teoretiserar den som bildas av säsongsförändringar i atmosfäriskt flöde.

År 2006 avbildade rymdteleskopet Hubble Uranus Dark Spot . Forskare såg likheter mellan Uranus Dark Spot (UDS) och Great Dark Spots (GDS) på Neptunus , även om UDS var mycket mindre. GDS ansågs vara anticykloniska virvlar i Neptuns atmosfär och UDS antas vara liknande till sin karaktär.

År 1998 tog HST infraröda bilder av flera stormar som härjar på Uranus på grund av säsongsförändringar.

Neptunus

Stor mörk fläck
Liten mörk fläck

The Great Dark Spot var en virvel i jordstorlek som observerades på den södra halvklotet av Neptunus av Voyager 2 1989. Stormen hade några av de högsta registrerade vindhastigheterna i solsystemet vid cirka 1500 mph och roterade runt planeten en gång var 18,3 timme . När rymdteleskopet Hubble vände blicken mot Neptunus 1994 hade platsen försvunnit; men stormen som orsakade platsen kan ha fortsatt lägre i atmosfären.

The Small Dark Spot (ibland kallad Great Dark Spot 2 eller Wizard's Eye ) var en annan virvel som observerades av Voyager 2 i 1989 -passet av Neptunus. Denna plats ligger cirka 30 ° längre söderut på planeten och passerar planeten en gång var 16,1 timme. Den lilla mörka fläckens distinkta utseende kommer från vita metan-ismoln som stiger upp genom stormens mitt och ger det ett ögonliknande utseende. Denna storm hade också tydligen försvunnit när Hubble -rymdteleskopet inspekterade planeten 1994.

Totalt har ytterligare 4 mörka fläckar observerats på Neptunus sedan de två första upptäcktes. En liten storm som bildades på södra halvklotet 2015 spårades av Amy Simon och hennes team på NASA Goddard (hon är nu en del av projektet Outer Planet Atmospheres Legacy) från dess födelse till dess död. Medan de fokuserade på att spåra denna lilla storm kunde laget upptäcka framväxten av en jättefläck på storleken på den stora mörka fläcken vid 23 ° norr om ekvatorn 2018. Observationerna från detta team kunde peka på vikten av "följeslagarmoln" för att identifiera stormarna som orsakar dessa fläckar även om det inte fanns någon mörk fläck. Detta team kom också fram till att stormarna har en sannolik livslängd på 2 år med en livslängd på upp till 6 år som är möjliga, och kommer att se ut för att studera form och hastighet på mörka fläckar i framtiden.

Referenser

  1. ^ "Dammstormar på Titan upptäcktes för första gången" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-24 .
  2. ^ "Merkurius" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-24 .
  3. ^ Barnett, Amanda. "10+ saker: rundtur i stormar över solsystemet" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-24 .
  4. ^ "Dubbel virvel vid Venus Sydpol avtäckt!" . www.esa.int . Hämtad 2020-04-24 .
  5. ^ "Det förbryllande 'orkanens öga' på Venus" . www.esa.int . Hämtad 2020-04-24 .
  6. ^ "NASA - NASA Scientist bekräftar Light Show på Venus" . www.nasa.gov . Hämtad 2020-04-24 .
  7. ^ "ESA Science & Technology - Major Discoveries by Venus Express: 2006-2014" . sci.esa.int . Hämtad 2020-04-24 .
  8. ^ Hille, Karl (2015-09-18). "Fakta och fiktion om Mars -dammstormar" . NASA . Hämtad 2020-04-28 .
  9. ^ Davis, Phil. "10 saker: Massiv dammstorm på Mars" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-28 .
  10. ^ "Hubble Views Colossal Polar Cyclone on Mars" . www.jpl.nasa.gov . Hämtad 2020-04-28 .
  11. ^ Cantor, Bruce; Malin, Michael; Edgett, Kenneth S. (2002). "Multiyear Mars Orbiter Camera (MOC) observationer av upprepade Mars -väderfenomen under den norra sommarsäsongen" . Journal of Geophysical Research: Planets . 107 (E3): 3–1–3–8. Bibcode : 2002JGRE..107.5014C . doi : 10.1029/2001JE001588 . ISSN  2156-2202 .
  12. ^ "Mars Exploration: Features" . mars.nasa.gov . Hämtad 2020-04-28 .
  13. ^ Mitchell, DM; Montabone, L; Thomson, S; Read, PL (januari 2015). "Polära virvlar på jorden och Mars: En jämförande studie av klimatologin och variationen från omanalyser" . Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. Royal Meteorological Society (Storbritannien) . 141 (687): 550–562. Bibcode : 2015QJRMS.141..550M . doi : 10.1002/qj.2376 . ISSN  0035-9009 . PMC  4540153 . PMID  26300564 .
  14. ^ Vasavada, Ashwin R; Showman, Adam P (2005-07-11). "Jovian atmosfärisk dynamik: en uppdatering efterGalileoochCassini". Rapporter om framsteg i fysik . 68 (8): 1935–1996. Bibcode : 2005RPPh ... 68.1935V . doi : 10.1088/0034-4885/68/8/r06 . ISSN  0034-4885 .
  15. ^ Greicius, Tony (2019-12-12). "NASA: s Juno Navigators aktiverar Jupiter Cyclone Discovery" . NASA . Hämtad 2020-04-28 .
  16. ^ Greicius, Tony (2017-12-11). "NASA: s Juno visar djupen av Jupiters stora röda fläck" . NASA . Hämtad 2020-04-28 .
  17. ^ Greicius, Tony (2019-01-17). "Junos senaste flyby av Jupiter fångar två massiva stormar" . NASA . Hämtad 2020-04-28 .
  18. ^ Phillips, Tony (12 mars 2003). "The Great Dark Spot" . Vetenskap vid NASA. Arkiverad från originalet den 15 juni 2007 . Hämtad 2007-06-20 .
  19. ^ "Saturns största storm" . www.esa.int . Hämtad 2020-04-29 .
  20. ^ "På djupet | Saturnus" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-29 .
  21. ^ "NASA - Dragon Storm" . www.nasa.gov . Hämtad 2020-04-29 .
  22. ^ "APOD: 2006 13 november - En orkan över Saturnus sydpol" . apod.nasa.gov . Hämtad 2020-04-29 .
  23. ^ "ESA Science & Technology - South Polar Storms on Saturn" . sci.esa.int . Hämtad 2020-04-29 .
  24. ^ "NASA - Lightning Strikes at Saturn" . www.nasa.gov . Hämtad 2020-04-29 .
  25. ^ PIA11682: Våren avslöjar Saturnus Hexagon Jet Stream
  26. ^ SPACE.com - Bisarr Hexagon Spotted on Saturn
  27. ^ "Dammstormar på Titan upptäcktes för första gången" . NASA/JPL . Hämtad 2020-04-29 .
  28. ^ "Dammstormar på Titan upptäcktes för första gången" . NASA -undersökning av solsystemet . Hämtad 2020-04-29 .
  29. ^ Rodriguez, S .; Le Mouélic, S .; Barnes, JW; Kok, JF; Rafkin, SCR; Lorenz, RD; Charnay, B .; Radebaugh, J .; Narteau, C .; Cornet, T .; Bourgeois, O. (2018-09-24). "Observationsbevis för aktiva dammstormar på Titan vid equinox" (PDF) . Naturgeovetenskap . 11 (10): 727–732. Bibcode : 2018NatGe..11..727R . doi : 10.1038/s41561-018-0233-2 . ISSN  1752-0894 . S2CID  134006536 .
  30. ^ Teanby, NA; Sylvestre, M .; Sharkey, J .; Nixon, CA; Vinatier, S .; Irwin, PGJ (2019). "Säsongsutveckling av Titans stratosfär under Cassini -uppdraget" . Geofysiska forskningsbrev . 46 (6): 3079–3089. Bibcode : 2019GeoRL..46.3079T . doi : 10.1029/2018GL081401 . ISSN  1944-8007 .
  31. ^ PIA17139: Ljus Vortex
  32. ^ Garner, Rob (2019-02-07). "Hubble avslöjar dynamiska atmosfärer i Uranus, Neptunus" . NASA . Hämtad 2020-04-29 .
  33. ^ Hammel, HB; Sromovsky, LA; Stek, PM; Rages, K .; Showalter, M .; de Pater, I .; van Dam, MA; LeBeau, RP; Deng, X. (maj 2009). "The Dark Spot i Uranus atmosfär 2006: Upptäckt, beskrivning och dynamiska simuleringar". Ikaros . 201 (1): 257–271. Bibcode : 2009Icar..201..257H . doi : 10.1016/j.icarus.2008.08.019 . ISSN  0019-1035 .
  34. ^ "Enorma vårstormar drabbade planeten Uranus | Science Mission Directorate" . science.nasa.gov . Hämtad 2020-04-29 .
  35. ^ "Fråga en astronom" . Cool Kosmos . Hämtad 2020-04-25 .
  36. ^ a b "PIA00046" . JPL Fotojournal . 29 januari 1996 . Hämtad 25 april 2020 .
  37. ^ a b c Steigerwald, Bill (2019-03-14). "Hubble spårar jätte stormars livscykel på Neptunus" . NASA . Hämtad 2020-04-25 .
  38. ^ "NASA: s kosmos" . ase.tufts.edu . Hämtad 2020-04-25 .
  39. ^ Måndag, Korey Haynes | Publicerad; 25 mars; 2019. "Hubble fångar Neptunus som bildar nya, massiva stormar" . Astronomy.com . Hämtad 2020-04-25 .CS1 maint: numeriska namn: författarlista ( länk )