Les astronomes utilisant le télescope Keck I à Hawaï en apprennent beaucoup plus sur un étrange «point chaud» thermique sur Saturne qui est situé à la pointe du pôle sud de la planète. Dans ce que l'équipe appelle les vues thermiques de Saturne les plus nettes jamais prises depuis le sol, le nouvel ensemble d'images infrarouges suggère un vortex polaire chaud au pôle sud de Saturne - le premier jamais découvert dans le système solaire. Cette calotte polaire chaude abrite un point chaud compact distinct, censé contenir les températures mesurées les plus élevées sur Saturne. Un article annonçant les résultats paraît dans le numéro du 4 février de «Science».
Un «vortex polaire» est un modèle météorologique persistant à grande échelle, comparé à un courant-jet sur Terre qui se produit dans la haute atmosphère. Sur Terre, le vortex polaire arctique est généralement situé au-dessus de l'est de l'Amérique du Nord au Canada et plonge de l'air froid dans les plaines du Nord aux États-Unis. Le vortex polaire antarctique de la Terre, centré sur l'Antarctique, est responsable du piégeage de l'air et de la création d'une chimie inhabituelle, comme les effets qui créent le «trou d'ozone». Les tourbillons polaires se trouvent sur Terre, Jupiter, Mars et Vénus, et sont plus froids que leur environnement. Mais de nouvelles images de l'Observatoire W. M. Keck montrent la première preuve d'un vortex polaire à des températures beaucoup plus chaudes. Et la région plus chaude et compacte au pôle lui-même est assez inhabituelle.
"Il n'y a rien de tel que cette calotte chaude compacte dans l'atmosphère terrestre", a déclaré le Dr Glenn S. Orton, du Jet Propulsion Laboratory de Pasadena et auteur principal de l'article décrivant les résultats. «Les météorologues ont détecté un réchauffement soudain du pôle, mais sur Terre, cet effet est à très court terme. Ce phénomène sur Saturne dure plus longtemps car nous en voyons des indices dans nos données depuis au moins deux ans. »
Le casse-tête n'est pas que le pôle sud de Saturne soit chaud; après tout, il a été exposé à 15 années de soleil continu, après avoir atteint son solstice d'été fin 2002. Mais à la fois la frontière distincte d'un vortex polaire chaud à environ 30 degrés de latitude du pôle sud et une «pointe» très chaude à droite au pôle étaient complètement inattendus.
"Si l'augmentation des températures du sud est uniquement le résultat de la saisonnalité, alors la température devrait augmenter progressivement avec l'augmentation de la latitude, mais ce n'est pas le cas," a ajouté le Dr Orton. "Nous voyons que la température augmente brusquement de plusieurs degrés près de 70 degrés sud et de nouveau à 87 degrés sud."
Les changements brusques de température peuvent être causés par une concentration de particules absorbant la lumière du soleil dans la haute atmosphère qui emprisonnent la chaleur dans la stratosphère. Cette théorie explique pourquoi le point chaud apparaît sombre dans la lumière visible et contient les températures mesurées les plus élevées de la planète. Cependant, cela seul n’explique pas pourquoi les particules elles-mêmes sont contraintes à la partie sud générale de Saturne et en particulier à une zone compacte près de la pointe du pôle sud de Saturne. La descente forcée de l'air relativement sec expliquerait cet effet, ce qui est cohérent avec d'autres observations prises sur les nuages troposphériques, mais d'autres observations sont nécessaires.
Plus de détails pourraient être fournis par un spectromètre infrarouge sur la mission conjointe Cassini de la NASA / ESA qui est actuellement en orbite autour de Saturne. Le spectromètre infrarouge composite (CIRS) mesure des informations spectrales continues couvrant les mêmes longueurs d'onde que les observations de Keck, mais les deux expériences devraient se compléter. Entre mars et mai 2005, l'instrument CIRS sur Cassini pourra pour la première fois examiner en détail la région polaire sud. La découverte du point chaud du pôle sud de Saturne a incité l’équipe scientifique du CIRS, dont le Dr Orton, à consacrer plus de temps à l’examen de cette zone.
"L'une des questions évidentes est de savoir si le pôle Nord de Saturne est anormalement froid et si un vortex polaire froid y a été établi," a ajouté le Dr? C'est une question qui ne peut être résolue que par l'expérience CIRS de Cassini à court terme, car cette région ne peut pas être vue de la Terre à l'aide d'instruments basés au sol. "
Des observations de Saturne ont été prises dans le mode d'imagerie du spectromètre à longue longueur d'onde Keck (LWS) le 4 février 2004. Les images ont été obtenues à 8,00 microns, qui est sensible aux émissions de méthane stratosphérique, et également à 17,65 et 24,5 microns, qui est sensible aux températures à différentes couches dans la troposphère supérieure de Saturne. L'image complète de la planète a été mosaïquée à partir de nombreux ensembles d'expositions individuelles.
Les travaux futurs d'observation de Saturne comprendront une imagerie thermique à plus haute résolution de Saturne, en particulier en raison du fait que la plus grande région de vortex polaire pourrait changer au cours des prochaines années. L'équipe a également découvert d'autres phénomènes qui pourraient dépendre du temps et qui sont mieux caractérisés par des instruments d'imagerie à Keck, comme une série d'oscillations de température est-ouest, principalement près de 30 degrés sud. Ces effets semblent n’être liés à rien dans le système de nuages visibles relativement dépourvu de Saturne, mais la variabilité rappelle les ondes de température est-ouest de Jupiter qui se déplacent très lentement par rapport aux jets rapides suivis par les mouvements des nuages.
Le financement de cette recherche a été fourni par le Bureau des sciences et applications spatiales de la NASA, la discipline de l'astronomie planétaire et le projet Cassini de la NASA. La mission Cassini-Huygens est un projet coopératif de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. Le Jet Propulsion Laboratory, une division du California Institute of Technology à Pasadena, gère la mission Cassini-Huygens pour la Direction des missions scientifiques de la NASA, Washington, D.C.
Le W.M. L'observatoire de Keck est géré par la California Association for Research in Astronomy, un partenariat scientifique à but non lucratif du California Institute of Technology, de l'Université de Californie et de la NASA.
Source d'origine: W.M. Communiqué de presse Keck
