Kredit gambar: NASA
Ketika pesawat ruang angkasa Voyager melewati Saturnus pada tahun 1980/81, mereka menghitung kecepatan angin di planet khatulistiwa pada kecepatan 1700 km / jam. Meskipun angin khatulistiwa melambat, jet lain yang jauh dari khatulistiwa masih bergerak dengan kecepatan yang sama. Ini telah membuat para astronom percaya bahwa perlambatan ada hubungannya dengan perubahan musim di Saturnus.
Saturnus, salah satu planet paling berangin, baru-baru ini mengalami perubahan cuaca yang tak terduga dan dramatis: angin khatulistiwanya telah mereda dari kecepatan 1700 km / jam selama flybys pesawat ruang angkasa Voyager pada 1980-81 menjadi 990 km / jam sederhana dari tahun 1996 menjadi 2002. Penurunan kecepatan angin ini telah terdeteksi oleh tim ilmuwan Spanyol-Amerika, termasuk Richard French dari Wellesley College di Massachusetts, yang melaporkan temuan mereka dalam jurnal Nature, edisi 5 Juni. (5 Juni 2003, Vol. 423, hlm. 623-625)
Menggunakan gambar Hubble Space Telescope (HST) dari planet raksasa cincin, para ilmuwan (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas, dan R. Hueso dari Universidad Pais Vasco di Bilbao, Spanyol, dan Prancis dari Wellesley College ), mengukur gerakan fitur awan dan sistem badai di planet raksasa yang dikelilingi cincin ini.
"Salah satu misteri utama dalam ilmu atmosfer adalah mengapa planet raksasa Jupiter dan Saturnus - bola besar yang sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium - memiliki pola angin timur-barat yang berganti-ganti, yang bervariasi sesuai arah dengan garis lintang," jelas Prancis. “Tidak seperti angin di planet terestrial seperti Bumi, yang ditenagai terutama oleh sinar matahari, angin di planet-planet raksasa memiliki sumber energi tambahan dalam panas yang keluar dari interior dalamnya. Meskipun kekuatan panas interior ini hanyalah sebagian kecil dari sinar matahari di Bumi, angin planet-planet raksasa sepuluh kali lebih kuat daripada angin terestrial. "
Peran sumber-sumber energi interior ini dalam mempertahankan angin kencang ini di planet-planet raksasa dan memahami mengapa kecepatan maksimum dicapai di ekuator merupakan tantangan besar bagi teori-teori gerakan atmosfer di planet-planet dan bintang-bintang.
Saat ini ada dua penjelasan yang sangat berbeda untuk sistem jet di planet raksasa. Pada satu ekstrem, angin diperkirakan meluas sangat dalam ke bagian dalam planet, mengetuk panas yang dilepaskan dari planet untuk menggerakkan gerakan mereka. Pada ekstrem yang lain, sirkulasi atmosfer dimodelkan seperti pada planet-planet terestrial, didorong oleh panas matahari yang disimpan dalam lapisan atmosfer atas yang dangkal. Kedua penjelasan memiliki kelemahan penting, dan tidak ada yang dapat menjelaskan angin khatulistiwa yang kuat.
Salah satu cara untuk menguji model ini adalah dengan menganalisis perilaku jangka panjang angin dengan mengukur sensitivitas mereka terhadap perubahan jumlah sinar matahari karena efek musiman atau pengaruh lainnya. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa angin Jupiter cukup stabil, dan tidak sensitif terhadap perubahan musim, tetapi sedikit yang diketahui tentang Saturnus, yang fitur awan diamnya jauh lebih sulit diukur.
Menggunakan kemampuan beresolusi tinggi dari Wide Field Planetary Camera di atas HST, tim Spanyol-Amerika telah mampu melacak elemen cloud yang cukup di Saturnus untuk mengukur kecepatan angin di berbagai lintang. Angin khatulistiwa yang diukur pada 1996-2001 hanya setengah dari kekuatan yang ditemukan pada 1980-81, ketika pesawat ruang angkasa Voyager mengunjungi planet ini. Sebaliknya, jet berangin yang jauh dari khatulistiwa tetap stabil dan menunjukkan simetri hemisferik yang kuat yang tidak ditemukan di Jupiter.
Perbedaan perilaku angin Saturnus dapat memiliki penjelasan sederhana, catat para ilmuwan. Siklus musiman yang panjang di atmosfer Saturnus (satu tahun Saturnus adalah sekitar tiga puluh tahun terestrial) dan bayangan khatulistiwa oleh cincin-cincin raksasa planet ini dapat menjelaskan perlambatan tiba-tiba dalam angin khatulistiwa. Alih-alih diikat ke bagian dalam Saturnus, terutama didorong oleh panas internal, angin khatulistiwa sebagian bisa jadi merupakan fenomena permukaan yang dangkal, dipengaruhi juga oleh variasi musiman sinar matahari. Faktanya, wilayah khatulistiwa Saturnus telah menjadi lokasi sistem badai raksasa, seperti yang terlihat pada tahun 1990 dan 1994. Badai ini mungkin telah mendorong perubahan dinamis yang kuat, mungkin mengakibatkan pelemahan yang diamati dari angin khatulistiwa.
Kemungkinan lain adalah bahwa angin yang diukur oleh tim berada pada ketinggian yang lebih tinggi di mana angin cenderung menurun dalam kecepatan. Dalam artikel Nature, tim mencatat bahwa angin non-khatulistiwa Saturnus tetap tidak berubah selama periode ini, mirip dengan Jupiter dalam hal ini, yang mengisyaratkan bahwa angin ini dapat berakar lebih dalam.
Pengamatan HST baru oleh tim Spanyol-Amerika direncanakan untuk akhir tahun ini. Data baru dan pencitraan resolusi tinggi yang akan diperoleh oleh misi orbital NASA-ESA Cassini diharapkan tiba di Saturnus pada pertengahan 2004 akan memungkinkan mereka dan ilmuwan lain untuk mengetahui apakah pola angin saat ini akan bertahan atau akan berubah selama perjalanan. siklus musiman Saturnus. Dalam kedua kasus, catat French, "hasil ini akan menjadi ujian penting bagi pemahaman teoritis kita tentang angin di planet-planet raksasa."
Sumber Asli: Rilis Berita Wellesley College
