Hebrew English

מצפה הכוכבים ברקת - קוד מצפה רשמי Bareket observatory IAU B35

 

ביוני 2008 הסתיימה תוכנית העבודה המקורית של חללית הקאסיני.מכיוון שהחללית תפקדה לשביעות רצונם של מתכנניה והחוקרים,הוחלט להאריך את פעילותה בשנתיים עם אופציה לשנתיים נוספות עד לשנת 2012. ממצאים רבים, בחלקם מפתיעים, שודרו ארצה.מכלול זה של נתונים מאפשר מבט גלובלי על כוכב לכת זה.

מאת : מזר חיים | ראה מאמר בגרסה מלאה ב"הידען"
תמונה - כוכב הלכת שבתאי NASA/JPL
saturn

 

שדה מגנטי ורצועות קרינה

התברר שלשדה המגנטי של שבתאי יש יותר מן המשותף עם השמש מאשר עם כדור הארץ. ניתן להסביר זאת בכך שחלק מהשדה המגנטי המפקח על פליטת גלי רדיו נע לעבר קווי רוחב גבוהים יותר בשני העשורים האחרונים.השערה זו מבוססת על העובדה שהשדה המגנטי של השמש אינו מסתובב השמש כמו עם גוף מוצק.משך הסיבוב משתנה עם השתנות קווי הרוחב.בתרגומם של גלי הרדיו לקולות הם נשמעים כמו פעימות לב. במרחק של 5 רדיוסים של שבתאי נמצאה תופעה שזוהתה בעבר בסמוך לכדור הארץ ובסמוך לצדק. אלקטרונים הנעים משבתאי והלאה ונקראים בשל כך אלקטרונים אנטי פלנטאריים.התברר שהתופעה מתרחשת בקטבים, במקום בו זוהר הקוטב הוא בעוצמה נמוכה ומתנגש עם קווי השדה המגנטי שגם הם בעוצמה מינימאלית. רוחב הפריסה של האלקטרונים אלה הוא °10 מה שמאפשר לחוקרים למקם את נקודת ההיווצרות המדויקת מעל לקוטב בתוך טווח מרחק מקסימאלי של 5 רדיוסי שבתאי.

 

בעזרת אנרגיה אולטרה סגולית מהשמש, הפלסמה מתחדשת כל הזמן.פוטונים מהשמש ואלקטרונים מהפלסמה פוגעים בפני השטח,של הירחים ובטבעות.עוצמת הפגיעה היא גבוהה עד כדי שחרור יונים ומולקולות כמו מים ולעיתים גם חנקן הקבור בתוך הקרח. החומר המיונן מואץ על ידי מהירות הסיבוב הגבוהה של השדה המגנטי של שבתאי בצורה מחזורית.במרחקים גדולים במגנטוספירה ,הפלסמה עשויה מיונים של מים הנקרעים מפני השטח של הירחים בדומה לאלה הנמצאים בעטרה של שביטים.

 

צבע כוכב הלכת

בתצפית ארצית על שבתאי באמצעות טלסקופ ביתי הכוכב נראה צהוב.קאסיני במבט קרוב הראתה כי צבע השמיים הוא כחול.המולקולות באטמוספרה העליונה מפזרות את אור השמש.למרות שהאטמוספרות של כדור הארץ ושבתאי שונות זו מזו מבחינת ההרכב שלהן,התוצאה היא אותה. קיימים צבעים נוספים,אבל הכחול הוא הדומיננטי.שם התופעה הוא פיזור ריילאי (Rayleigh scattering).הכחול שולט בחצי הכדור הצפוני.בחצי הכדור הדרומי הצבע השולט הוא צהוב.יכול להיות שהשמים בחצי כדור זה מעוננים יותר ומכאן צבעם השונה.אחת הדרכים בהן משתמשים החוקרים למעקב אחר אטמוספרת הכוכב היא תצפית חוזרת על מקומות שונים והפקת סרטים מרצפים של תצלומים.דרך אחרת היא הצללות.מאחר ושכבת העננים העליונה והאובך אינם מאפשרים מבט עמוק לתוך האטמוספרה ,שולבו צילומי אור נראה ואינפרה אדום בשיטה המאפשרת מבט פנימה .בדרך זו העננים הפנימיים מוארים על רקע פליטת החום מתוך פנימו של הכוכב.

 

 

עננים

בין השנים 1994-2002 הטלסקופ האבל שידר ארצה למעלה מ-100 תצלומים ברזולוציה גבוהה של שבתאי ואבחן יותר מ-100 אפיוני עננים שאפשרו מדידה של רוחות.מבחינת עונות השנה חצי הכדור הדרומי היה בעונת האביב ותחילת הקיץ. במהלכה של תקופה זו חלו שינויים בענני קו המשווה. התצורות בהן הבחינו חלליות הוויג'ר היו פלומות בהירות.הטלסקופ האבל הבחין בתצורות נוצתיות מורכבות יותר. באופן כללי העננים והאובך בחצי הכדור הצפוני דקים יותר מאלה שבחצי הכדור הדרומי, כנראה בשל שינויים עונתיים .אזורים שצבעם אדום בהיר מעידים על כך שהם נקיים יחסית מעננים עמוקים וחלקיקים ,שעה שצבע אדום כהה מעיד על אזורים מעוננים. תצלומים מסוג זה מראים על עננים עמוקים הן בצד היום והן בצד הלילה של שבתאי.

 

ברקים ורעמים

החוקרים הבחינו בסערת ברקים קטנה במהלך 2005 השונה מהותית ממה שמוכר על כדור הארץ.מעקב אחר סופה של התפרקויות חשמליות החל ב-23.1.2006 הגדולה משטחה של ארה"ב ובה הבזקי ברקים החזקים פי 1000 מאלה הקיימים על כדור הארץ. הסערה היא כנראה מקור לפליטת גלי רדיו,תוצר של התפרקויות חשמליות עמוק בתוך האטמוספירה.הברקים יכולים להופיע באופן פתאומי ולהימשך מספר שבועות ואפילו חודש.המקור לתופעה מטאורולוגית זו לא ברור,אם כי יתכן והוא קשור לחום הפנימי של שבתאי. עוצמתם של הברקים גדולה מזו שנצפתה על ידי וויג'ר 1. המקום בו נפלטו גלי הרדיו שהקאסיני צפתה בהם ב-2004 במהלך התקרבותה לשבתאי קיבל את השם "שדרת הסערה" ( Storm Alley ) בשל הפעילות הגבוהה שנצפתה בו. אורכה של הסערה בכיוון צפון דרום 3500 ק"מ. מקומה המדויק של הסערה W° 168 S ° 36 .

 

הסערות החשמליות דומות לרעמים ארציים אך בקנה מידה גדול יותר. קוטר הסערות של שבתאי אלפי קילומטרים ועוצמתם של אותות רדיו חזקה יותר מהסערות החזקות ביותר על כדור הארץ. הבזקי אור בסערות המתמשכות יוצרים גלי הרדיו הנקראים התפרקויות אלקטרוסטאטיות של שבתאי.אחת הסערות האלה נצפתה החל מה-27.11.2007 ונמשכה מספר חודשים.הסערה נצפתה באזור הנקרא שדרת הסערה.

מערבולות

חלק נכבד מהדינאמיקה הסוערת של שבתאי בא לידי ביטוי במערבולות הענק המתחוללות באטמוספירה. מערבולות על פי הערכה נוצרות על ידי כוחות גזירה הפועלות בין זרמי סילון הנעים בכיוון מערב ובכיוון מזרח החולפים זה ליד זה באטמוספירה.תופעות אלה יכולות להימשך חודשים או שנים.הן יכולות לגדול על ידי התמזגות זו עם זו עד שהן נגזרות על ידי רוחות חזקות.

 

רוחות

על שבתאי נושבות רוחות חזקות מאוד, מהירויותיהן שונות ממקום למקום והן גם משתנות לאורך זמן.כך למשל כאשר חלליות הוויג'ר הגיעו לשבתאי ב-1980-1981 נמדדה מהירות של 1700 קמ"ש ובמהלך 20 השנים הבאות היא ירדה ל-1000 קמ"ש. טכניקה שמשתמשים בה למדידת דינאמיקה של תופעות אסטרונומיות היא שימוש ברצפים של תצלומים. התברר שהרוחות מסביב לקוטב הדרומי נושבות עם כיוון השעון ומהירותן 550 קמ"ש..כמו על כדור הארץ כך גם על שבתאי קיימים זרמי סילון.זרם כזה זוהה בצילום שנעשה ב- 5.2.2005   ב- S °27.5 ונצפו בו רוחות הנושבות במהירות של 320 קמ"ש. מעקב רצוף אחר עננים באזור זה במשך 10 שעות (כיממה של שבתאי) הראה שהמערבולות בכל צד של זרם הסילון מעבירות לו אנרגיה ותנופה (momentum) כדי שהרוחות תמשכנה לנשוב בזרם זה.הרוחות הן כה חזקות עד כדי התמזגותן זו עם זו ומושכות את המערבולות לתוך קווי זרימה בהירים. ניתוח התצלומים המכסים את מרבית חצי הכדור הדרומי מעלה את האפשרות שתהליכים דומים מתרחשים על הכוכב כולו ומסבירים את היציבות רבת השנים –עשרות שנים- של הדפוסים המשתנים מזרחה ומערבה של זרמי הסילון.זה מה שמתרחש גם בצדק ובכדור הארץ לאורך קו החוף המזרחי של ארה"ב.המערבולות בתצלום זה יוצרות צירקולציות של תנועות מעלה ומטה בקווי רוחב שונים היכולות להסביר את המבנה הרצועתי של מערך העננים הגלובלי בכוכבי לכת דמויי צדק(33). בתצלום מה- 17.9.2007 נמדדה רוח במהירות של 360 קמ"ש.

טמפרטורות

סדרה של תצלומים מטלסקופים על כדור הארץ ב-2.4.2004 באינפרה אדום מדדה טמפרטורות באטמוספרה של שבתאי. התחממות בחצי הכדור הדרומי הייתה צפויה מכיוון שבתקופה זו שרר קיץ באזור זה.מה שלא היה צפוי היה שינויי טמפרטורה בקווי הרוחב בטרופוספרה.התחממות חדה סמוך לקו הרוחב S° 70 מ-
C ° 185 - ל-C° 184 ­ עד ל- C° 182­ מעל לקוטב.

הוספת תגובה

קוד אבטחה
רענון