Астрономи проаналізували знімки гігантського шестикутного вихору на Сатурні, зроблені міжпланетною станцією «Кассіні», і виявили над ним систему з декількох шарів серпанку. Розуміння їх природи і властивостей дозволить вивчити зв'язок між шестикутником і верхніми шарами атмосфери газового гіганта. Стаття опублікована в журналі.
Гігантський шестикутник на північному полюсі Сатурна - унікальне для планет Сонячної системи стабільне атмосферне утворення. Вперше його виявили зонди програми «Вояджер» ще в 1981 році, а з 1991 року за вихором стежить космічний телескоп «Хаббл». У період з 2006 по 2017 рік його вивчала міжпланетна станція «Кассіні»:станції вдалося побачити зміну сезонів у шестикутнику і отримати його рекордно детальні знімки.
Дані «Кассіні» також показують, що шестикутник спостерігається у верхній тропосфері і стратосфері, простягаючись більш ніж на 300 кілометрів над основними хмарними шарами. Оцінка часу життя вихору становить на сьогодні понад 38 років: це більше, ніж рік на Сатурні (29,4 земних роки).
Астрономи на чолі з Агустіном Санчесом-Лавегою (Agustán Sánchez-Lavega) з Університету Країни Басків проаналізували зображення шестикутника, отримані станцією «Кассіні» в червні 2015 року. У цих знімків висока просторова роздільна здатність (1-2 кілометри на піксель), а охоплюють вони широкий діапазон довжин хвиль (від 225 до 950 нанометрів). Крім того, вчені використовували дані спостережень за Сатурном космічного телескопа «Хаббл», отримані наприкінці червня 2015 року.
На знімках астрономи виявили систему з шести-семи послідовних шарів серпанку: вони розташовані над верхнім шаром хмар на південь від шестикутника. Вертикальна товщина окремих шарів варіювалася від 7 до 18 кілометрів, вся система простягалася на висотах від приблизно 130 до 340 кілометрів від видимого хмарного шару.
Щоб визначити параметри кожної димки, вчені побудували модель, в якій їх оптичні властивості описувалися щільністю частинок, їх розмірами і висотою, а потім порівняли отримані результати з даними спостереження. Для тропосферної димки розмір окремих частинок виявився рівний 1,45 мікрометра, а значення щільності склало 100 частинок на кубічний сантиметр. Для стратосферних димок розмір окремих частинок склав 0,07 мікрометра, а щільність - 100-500 частинок у кубічному сантиметрі.
Передбачається, що серпанки складаються з частинок сконденсованих вуглеводнів, таких як ацетилен, пропин, пропан, діацетилен або бутан, які утворюються на великих висотах в результаті фотохімічних реакцій. Однак не можна виключати і частинки толінів або інших продуктів складних хімічних реакцій в атмосфері Сатурна. Вертикальний розподіл димок може бути пов'язаний з внутрішніми гравітаційними хвилями, що поширюються вгору. Надалі вчені мають намір дослідити механізми розпаду димок і зміну їх властивостей у зв'язку зі зміною сезонів на Сатурні.
Раніше ми розповідали про те, як Сатурн обійшов Юпітер за кількістю супутників, як «Кассіні» побачив полярні сяйва Сатурна в деталях і чому гелієвий дощ назвали причиною «молодості» Сатурна.