De Universiteit van Houston ontdekt een enorme energie-onbalans op Saturnus die de wetenschap tart

Baanbrekende ontdekking door Onderzoekers aan de Universiteit van Houston (UH)gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie Het is gepubliceerd Het onthulde een grote energie-onbalans op Saturnus, die de huidige klimaatmodellen voor de gasreuzen van het zonnestelsel op de proef stelt. Hij zet vraagtekens bij de resultaten van planetaire wetenschap en evolutie.

“Dit geeft ons niet alleen nieuwe inzichten in de vorming en evolutie van planeten, maar verandert ook de manier waarop we over planetaire en atmosferische wetenschappen zouden moeten denken.

“Dit is de eerste keer dat er bij een gasreus een seizoensgebonden onevenwicht in de mondiale energiebalans wordt waargenomen”, zegt Liming Li, hoogleraar natuurkunde aan het College of Natural Sciences and Mathematics van de Universiteit van Houston.

De ontdekking van Saturnus daagt planetair en atmosferisch onderzoek uit

Gebaseerd op gegevens vanCassini-sonde Xinyue Wang, een derdejaars promovendus bij de afdeling Aard- en Atmosferische Wetenschappen van NSM, ontdekte Een grote en voorheen onbekende seizoensgebonden energie-onbalans op Saturnus.

“Alle planeten ontvangen energie van de zon in de vorm van zonnestraling en verliezen deze door de emissie van thermische straling”, zei Wang. “Maar Saturnus Het heeft, net als andere gasreuzen, Extra energie-input in de vorm van diepe interne warmte beïnvloedt de thermische structuur en het klimaat“.

De onbalans is te wijten aan de grote excentriciteit van de baan van Saturnus, die met ongeveer 20% schommelt tussen apogeum en perihelium. Om deze reden duren de seizoenen van Saturnus meerdere jaren.

De onevenwichtigheid is te wijten aan Hoge afwijking De baan van Saturnus, die begint bij aphelium (het punt van de baan dat het verst van de zon verwijderd is) Tot perihelium (het punt van de baan dat zich het dichtst bij de zon bevindt) fluctueert met ongeveer 20%, wat resulteert in… Grote seizoensschommelingen in de geabsorbeerde zonne-energie Leiding.

In tegenstelling tot Saturnus heeft onze planeet Aarde geen last van grote seizoensgebonden energie-onevenwichtigheden vanwege de zeer lage excentriciteit van de baan.

“de Land Het heeft een meetbare energiebalans, maar is er fundamenteel afhankelijk van Geabsorbeerde zonne-energie en uitgestoten thermische energie Professor Xun Jiang, professor in de atmosfeerwetenschappen, zei: De interne temperatuur van de aarde is verwaarloosbaar De seizoenen duren slechts een paar maanden vergeleken met de meerjarige seizoenen van Saturnus.”

Gigantische stormen van Saturnus

Gegevens uit dit laatste onderzoek suggereren dit ook De energie-onbalans van Saturnus speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van gigantische stormen Plays, een klimaatfenomeen dat veel voorkomt in het atmosferische systeem van de planeet.

Deze gegevens over Saturnus kunnen ook informatie verschaffen over het klimaat op aarde.

“Voor zover wij weten, de rol van de energiebalans in de ontwikkeling Vochtige convectiestormen op aarde zijn nog niet volledig bestudeerd“Dus we zijn van plan deze zaak ook te onderzoeken om te zien of er een verband bestaat”, zei Wang.

Herevaluatie van atmosferische modellen

de Cassini-missieeen ambitieus gezamenlijk project tussen NASA, de Europese Ruimtevaartorganisatie en de Italiaanse Ruimtevaartorganisatie, werd in 1997 gelanceerd en Hij bestudeerde Saturnus, zijn ringen en zijn manen ongeveer twintig jaar lang.

UH maakte bekend dat professor Lee is geselecteerd als universitair hoofddocent Om drie apparaten aan boord te monitoren om de stralingsenergie van Saturnus te monitoren.

Wang voerde het onderzoek uit samen met medestudenten Larry Guan (natuurkunde) en Thieshan D. Karandana Ji en Ronald Albright (Aard- en Atmosferische Wetenschappen), onder leiding van de professoren Li en Jiang.

“De huidige modellen en theorieën over de atmosfeer, het klimaat en de evolutie van gasreuzen gaan ervan uit dat het mondiale energiebudget in evenwicht is”, aldus Wang.

“Maar wij geloven dat onze ontdekking van deze seizoensgebonden energie-onbalans een herevaluatie van deze modellen en theorieën vereist.

Lee’s team richt zich nu op andere gasreuzen, waaronder… Uranuswaar voor het komende decennium één Leidende onderzoeksmissie Het was gepland.

“Onze gegevens suggereren dat deze planeten vooral ook te lijden zouden hebben onder aanzienlijke energie-onevenwichtigheden Uranus, waarvan we verwachten dat deze sterk uit balans is vanwege zijn zeer grote orbitale excentriciteit en inclinatiezei Wang.

“Wat we nu bestuderen zal de beperkingen van de huidige waarnemingen benadrukken en testbare hypothesen formuleren die deze belangrijke toekomstige missie zullen informeren.”

De auteurs van de studie zijn onderzoekers van de Universiteit van Houston NASA-wetenschappersDe Universiteit van Wisconsin, de Universiteit van Maryland, de Universiteit van Centraal Florida en de Universiteit van Californië in Santa Cruz, naast wetenschappers uit Frankrijk en Spanje.

Bronnoot:

Wang, X., Li, L., Jiang, X. et al. Cassini-ruimtevaartuig onthult het mondiale energieonevenwicht op Saturnus. Nat Gemeenschappelijk 155045 (2024). doi: 10.1038/s41467-024-48969-9