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Evoluzione della Grande Macchia Bianca di Saturno

Evoluzione della Grande Macchia Bianca di Saturno
Crediti: NASA/JPL-Caltech/SSI

Un nuovo documento pubblicato su arXiv.org dettaglia le dinamiche e l'evoluzione della grande tempesta che segno Saturno tra il 2010 ed il 2011.
Il Cassini Imaging Science Subsystem (ISS) e il Radio and Plasma Wave Science (RPWS) hanno permesso di ottenere misurazioni ad alta precisione degli sconvolgimenti nell'atmosfera del pianeta.

Queste grandi tempeste si producono una volta ogni anno saturniano, che equivale a circa 30 anni terrestri, influenzando l'atmosfera su scala globale. A livello visivo, sono delle enormi macchie bianche.
La prima osservazione risale al 1876, mentre la "Grande Macchia Bianca" del 2010 è stata la sesta.

La tempesta iniziò il 5 dicembre 2010 come una piccola nube chiara brillante alle medie latitudini dell'emisfero nord, crescendo rapidamente e restando attiva per più di 7 mesi.
Durante quest'arco di tempo si sono aggiunte altre nuvole fino a creare una formazione gigante, con una superficie di migliaia di milioni di chilometri quadrati (a confronto, se si fosse sviluppata sulla Terra avrebbe coperto tutto il Nord America!).

Ora, un team guidato da Kunio Sayanagi della Hampton University in Virginia, ha analizzato i dati forniti da ISS e RPWS per studiare la nascita, l'evoluzione e la morte del fenomeno.
ISS ha ottenuto immagine con una risoluzione da 60 a 120 chilometri per pixel che hanno mostrato la struttura verticale delle nubi ed i loro movimenti circolatori. La squadra si è focalizzata sui frame della Wide Angle Camera ripresi con i filtri CB2 (750 nm), MT2 (727 nm) e MT3 (889 nm).
RPWS ha fornito informazioni cruciali sulla configurazione del campo magnetico di Saturno, ionosfera, plasma e fulmini.

String of Pearls (SoPs) - Crediti: NASA/JPL/University of ArizonaSecondo la ricerca, la tempesta sarebbe scaturita da una caratteristica già nota chiamata String of Pearls (SoPs) ["Collana di Perle"], qui a sinistra, una catena di circa 26 cicloni situati a 33° N di latitudine. In seguito sarebbe cresciuta fino ad inghiottire l'intera zona.
"L'11 gennaio, l'anticiclone misurava 11.000 e 12.000 chilometri da nord a sud e da est ad ovest rispettivamente. Con il diametro est-ovest di 12.000 chilometri, il nuovo vortice anticiclonico è diventato maggiore in termini di dimensioni rispetto a qualsiasi vortice troposferico visto in precedenza su Saturno. La sua rapida crescita e contrazione sono in netto contrasto con la stabilità della tempesta su Giove", si legge nel documento.

Lo studio ha mostrato che ci furono grandi cambiamenti nelle dinamiche dopo il 20 giugno 2011, quando la tempesta aveva circondato completamente il pianeta e la testa si scontrò con la coda, facendo perdere energia convettiva.

La Grande Macchia Bianca ha lasciato tuttavia l'intera regione in uno stato altamente disturbato ed il team ritiene che i suoi effetti saranno duraturi in tutto l'emisfero settentrionale di Saturno.

Dynamics of Saturn’s great storm of 2010–2011 from Cassini ISS and RPWS [abstract]

Saturn’s quasi-periodic planet-encircling storms are the largest convecting cumulus outbursts in the Solar System. The last eruption was in 1990 (Sánchez-Lavega, A. [1994]. Chaos 4, 341–353). A new eruption started in December 2010 and presented the first-ever opportunity to observe such episodic storms from a spacecraft in orbit around Saturn (Fischer, G. et al. [2011]. Nature 475, 75–77; Sánchez-Lavega, A. et al. [2011]. Nature 475, 71–74; Fletcher, L.N. et al. [2011]. Science 332, 1413). Here, we analyze images acquired with the Cassini Imaging Science Subsystem (ISS), which captured the storm’s birth, evolution, and demise. In studying the end of the convective activity, we also analyze the Saturn Electrostatic Discharge (SED) signals detected by the Radio and Plasma Wave Science (RPWS) instrument. The storm’s initial position coincided with that of a previously known feature called the String of Pearls (SoPs) at 33°N planetocentric latitude. Intense cumulus convection at the westernmost point of the storm formed a particularly bright “head” that drifted at −26.9 ± 0.8 m s−1 (negative denotes westward motion). On January 11, 2011, the size of the head was 9200 km and up to 34,000 km in the north–south and east–west dimensions, respectively. RPWS measurements show that the longitudinal extent of the lightning source expanded with the storm’s growth. The storm spawned the largest tropospheric vortex ever seen on Saturn. On January 11, 2011, the anticyclone was sized 11,000 km by 12,000 km in the north–south and east–west directions, respectively. Between January and September 2011, the vortex drifted at an average speed of −8.4 m s−1. We detect anticyclonic circulation in the new vortex. The vortex’s size gradually decreased after its formation, and its central latitude shifted to the north. The storm’s head moved westward and encountered the new anticyclone from the east in June 2011. After the head–vortex collision, the RPWS instrument detected that the SED activities became intermittent and declined over ∼40 days until the signals became undetectable in early August. In late August, the SED radio signals resurged for 9 days. The storm left a vast dark area between 32°N and 38°N latitudes, surrounded by a highly disturbed region that resembles the mid-latitudes of Jupiter. Using ISS images, we also made cloud-tracking wind measurements that reveal differences in the cloud-level zonal wind profiles before and after the storm.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
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Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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