Denk aan de enorme storm die eind 2010 op Saturnus uitbrak? Het was een van de grootste stormen ooit waargenomen op de geringde planeet en het was zelfs vanaf de aarde zichtbaar in telescopen van amateurformaat. Dit is de eerste detectie van waterijs op Saturnus, waargenomen door de nabij-infraroodinstrumenten op het Cassini-ruimtevaartuig.
"De nieuwe bevinding van Cassini laat zien dat Saturnus materiaal van meer dan 160 kilometer kan baggeren", zegt Kevin Baines, co-auteur van de paper die werkt aan de University of Wisconsin-Madison en NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "Het toont in een zeer reële zin aan dat de typisch ingetogen ogende Saturnus net zo explosief of zelfs meer kan zijn dan de typisch stormachtige Jupiter."
Terwijl de manen van Saturnus veel waterijs bevatten, is Saturnus bijna volledig waterstof en helium, maar het heeft sporen van andere chemicaliën, waaronder water. Als we naar Saturnus kijken, zien we eigenlijk de bovenste wolkentoppen van de atmosfeer van Saturnus, die voornamelijk zijn gemaakt van bevroren kristallen van ammoniak.
Onder deze bovenste wolklaag denken astronomen dat er een lagere wolkendek is gemaakt van ammoniumhydrosulfide en water. Astronomen dachten dat er water was, maar niet veel, en zeker geen ijs.
Maar de storm in 2010-2011 lijkt de verschillende lagen te hebben verstoord, waardoor waterdamp uit een lagere laag omhoog kwam die condenseerde en bevroor toen deze opstond. De waterijskristallen leken vervolgens bedekt te worden met meer vluchtige materialen zoals ammoniumhydrosulfide en ammoniak naarmate de temperatuur daalde met hun opstijging, aldus de auteurs.
"Het water kan alleen van onderaf zijn gestegen, omhoog gedreven door krachtige convectie die diep in de atmosfeer vandaan komt", zegt Lawrence Sromovsky, ook van de Universiteit van Wisconsin, die het onderzoeksteam leidde. 'De waterdamp condenseert en bevriest als het stijgt. Het wordt dan waarschijnlijk bedekt met meer vluchtige materialen zoals ammoniumhydrosulfide en ammoniak naarmate de temperatuur afneemt bij het stijgen.
Grote stormen verschijnen eens in de 30 jaar of zo ongeveer op het noordelijk halfrond van Saturnus, of ongeveer eenmaal per Saturnusjaar. De eerste hint van de meest recente storm verscheen voor het eerst in gegevens van Cassini's radio- en plasmagolfsubsysteem op 5 december 2010. Kort daarna was het te zien in beelden van amateurastronomen en van Cassini's beeldwetenschappelijke subsysteem. De storm groeide snel uit tot superstormverhoudingen en omcirkelde de planeet op ongeveer 30 graden noorderbreedte voor een uitgestrektheid van bijna 300.000 km (190.000 mijl).
De onderzoekers bestudeerden de dynamiek van deze storm en realiseerden zich dat het werkte als de veel kleinere convectiestormen op aarde, waar lucht en waterdamp hoog in de atmosfeer worden geduwd, wat resulteert in de torenhoge, golvende wolken van een onweersbui. De torenhoge wolken bij dergelijke stormen van Saturnus waren echter 10 tot 20 keer groter en besloegen een veel groter gebied. Ze zijn ook veel gewelddadiger dan een aardstorm, met modellen die verticale winden voorspellen van meer dan ongeveer 300 mph (500 kilometer per uur) voor deze zeldzame gigantische stormen.
Het vermogen van de storm om waterijs van grote diepte te karnen is een bewijs van de explosieve kracht van de storm, aldus het team.
Hun onderzoek zal worden gepubliceerd in de editie van 9 september van het tijdschrift Icarus.
Bronnen: University of Wisconsin-Madison, JPL
