Sebuah studi baru berdasarkan data dari misi Cassini mengungkapkan sesuatu yang mengejutkan di atmosfer Saturnus. Kami sudah tahu tentang badai di kutub utara raksasa gas selama beberapa dekade, tetapi sekarang tampaknya badai heksagonal besar ini bisa menjadi raksasa menjulang setinggi ratusan kilometer yang memiliki basis jauh di atmosfer Saturnus.
Ketika Cassini tiba di Saturnus pada tahun 2004, musim panas di belahan bumi selatan, dan pesawat ruang angkasa menemukan pusaran kutub di kutub selatan. Akhirnya, musim panas tiba di belahan bumi utara, dan mereka menyaksikan pembentukan badai di Kutub Utara. Ini hanya mengkonfirmasi kembali apa yang kita ketahui sejak 1980-an ketika misi Voyager mempelajari Saturnus dan menemukan badai musim panas di Kutub Utara Saturnus.
"Sementara kami berharap melihat semacam pusaran di kutub utara Saturnus saat ia tumbuh lebih hangat, bentuknya benar-benar mengejutkan." - Leigh Fletcher, Universitas Leicester, Inggris, penulis utama.
Tetapi badai Utara ini memiliki bentuk heksagonal dan bukan bundar, dan badai ini memiliki bentuk heksagonal yang sama dengan badai yang lebih dalam di atmosfer Saturnus, pertama kali ditemukan oleh Voyager. Pertanyaannya adalah, apakah kita melihat seekor monster yang menjulang tinggi dari badai? Atau dua badai terpisah, keduanya terbentuk dalam bentuk heksagonal?
"Tepi pusaran yang baru ditemukan ini tampak heksagonal, tepat menyamai pola awan heksagonal yang terkenal dan aneh yang kita lihat lebih dalam di atmosfer Saturnus," kata Leigh Fletcher dari Universitas Leicester, Inggris, penulis utama studi baru ini.
Video ini menunjukkan pola awan heksagonal jauh di atmosfer Saturnus yang pertama kali ditemukan oleh Voyager.
Para ilmuwan yang terlibat dengan misi Cassini sepenuhnya berharap untuk melihat bentuk badai di kutub utara ketika musim panas Saturnus tiba, tetapi mereka terkejut dengan bentuknya. "Entah segi enam telah muncul secara spontan dan identik di dua ketinggian yang berbeda, satu lebih rendah di awan dan satu tinggi di stratosfer, atau segi enam sebenarnya struktur menjulang yang mencakup rentang vertikal beberapa ratus kilometer," kata Fletcher.
Inti dari penelitian baru ini adalah Cassini's Composite Infrared Spectrometer (CIRS). CIRS menangkap data ini antara 2010 dan 2017, dan menunjukkan pemanasan stratosfer Saturnus dari kecenderungan orbital yang tinggi. Gambar komposit di bawah ini menunjukkan pemanasan bertahap dari stratosfer Saturnus, dan pembentukan bertahap dari badai heksagonal.
Sebelumnya dalam misi Cassini, atmosfer atas terlalu dingin bagi CIR untuk melihat ke dalam. Stratosfer sekitar -158 Celcius, 20 derajat terlalu dingin untuk instrumen. Tapi tahun Saturnus sekitar 30 tahun, dan pada 2009, wilayah kutub utara mulai menghangat. Pada sekitar 2014, instrumen CIRS Cassini mampu mempelajari atmosfer atas.
“Satu tahun Saturnus berlangsung sekitar 30 tahun Bumi, jadi musim dinginnya panjang. Saturnus baru mulai muncul dari kedalaman musim dingin utara pada tahun 2009, dan secara bertahap menghangat ketika belahan bumi utara mendekati musim panas. ” - rekan penulis studi Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Prancis.
“Kami dapat menggunakan instrumen CIRS untuk menjelajahi stratosfer utara untuk pertama kalinya, mulai 2014 dan seterusnya,” kata Guerlet. "Ketika pusaran kutub menjadi lebih dan lebih terlihat, kami memperhatikan bahwa ia memiliki tepi heksagonal, dan menyadari bahwa kami melihat hexagon yang sudah ada sebelumnya di ketinggian yang jauh lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya."
Studi ini menunjukkan bahwa daerah kutub di Saturnus sangat berbeda satu sama lain. Ketika Cassini mengamati wilayah selatan selama musim panas, di awal misinya, tidak ada pola badai heksagonal. Badai utara juga lebih dingin, kurang matang, dan dinamikanya sama sekali berbeda. Untuk saat ini, para ilmuwan hanya bisa menebak mengapa demikian.
"Ini bisa berarti bahwa ada asimetri mendasar antara kutub Saturnus yang belum kita pahami, atau itu bisa berarti bahwa pusaran kutub utara masih berkembang dalam pengamatan terakhir kami dan terus melakukannya setelah Cassini meninggal," kata Fletcher. Misi Cassini berakhir dengan "Grand Finale" pada September 2017, ketika pesawat ruang angkasa itu sengaja dikirim jatuh ke atmosfer Saturnus untuk dihancurkan.
Para ilmuwan telah mempelajari pola cuaca Saturnus untuk waktu yang lama, dan mereka telah lama mengetahui bahwa lapisan awan tebal di planet itu menampung sebagian besar cuaca di planet ini. Fitur kutub utara pertama kali ditemukan oleh Voyager pada 1980-an, dan kita tahu bahwa segi enam kutub di utara adalah fitur yang tahan lama. Para ilmuwan berpikir fitur tersebut dapat dikaitkan dengan rotasi planet itu sendiri, seperti aliran jet di Bumi.
Jelas bahwa kita harus banyak belajar tentang suasana Saturnus. Tidak mungkin bahwa badai heksagonal di stratosfer dan badai heksagonal yang lebih dalam di atmosfer adalah badai yang sama. Angin berubah terlalu banyak melalui lapisan atmosfer. Tetapi mereka bisa dihubungkan dengan cara lain. Setelah menyelidiki sifat atmosfer di wilayah utara, Fletcher dan rekannya menentukan bahwa gelombang seperti segi enam seharusnya tidak dapat merambat ke atas dan harus tetap terjebak di puncak awan. Ini melalui proses yang disebut evanescence. "Salah satu cara agar 'informasi' gelombang dapat bocor ke atas adalah melalui proses yang disebut evanescence, di mana kekuatan gelombang meluruh dengan ketinggian tetapi cukup kuat untuk tetap bertahan hingga ke stratosfer," jelas Fletcher.
Gambaran yang lebih besar dalam penelitian ini adalah pertanyaan yang sedang berlangsung tentang bagaimana energi diangkut melalui berbagai lapisan atmosfer, sesuatu yang masih kami pahami di Bumi. Jika kita dapat memahami bagaimana dan mengapa pusaran kutub utara Saturnus memiliki bentuk heksagonal, itu akan menjelaskan bagaimana fenomena yang lebih dalam di atmosfer dapat memengaruhi lingkungan di atas.
"Segi enam utara Saturnus adalah fitur ikonik di salah satu anggota Tata Surya yang paling karismatik, sehingga untuk mengetahui bahwa itu masih menyimpan misteri besar sangat menarik," - Nicolas Altobelli, Ilmuwan Proyek ESA untuk misi Cassini-Huygens.
Misi Cassini masih menunjukkan kepada kita hal-hal tentang Saturnus, bahkan sekarang setelah semuanya berakhir. Adapun tim di balik penelitian ini, itu pahit menemukan hexagon utara hampir setahun setelah Cassini berakhir. Fletcher berkata, “Kita hanya perlu tahu lebih banyak. Sangat frustasi bahwa kami hanya menemukan segi enam stratosfer ini tepat di akhir masa hidup Cassini. "
