Atmósfera de Saturno | |
Las nubes de Saturno tomadas por Cassini. | |
Información general | |
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Composición volumétrica | |
Hidrógeno | 96% |
Helio | 3,25% |
Metano | 0,3% |
Vapor de agua | 0,1% |
Amoníaco | 0,01% |
Etano | 0,0005% |
Hidruro de fósforo | 0,0001% |
agua helada | 0,0001% |
La atmósfera de Saturno está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, y por lo tanto tiene similitudes no solo en composición, sino estructura con los otros tres planetas gigantes del sistema solar (el gigante gaseoso Júpiter , categoría en la que parte Saturno , y los dos gigantes de hielo Urano y Neptuno ).
El hidrógeno que forma la atmósfera se convierte lentamente en líquido con la profundidad y el aumento de la presión. Debajo del hidrógeno hay helio líquido, que es más pesado.
El 19 de julio de 2018, la Unión Astronómica Internacional anunció, en la circular electrónica 4535, la primera detección de cianuro de hidrógeno (HCN) en la atmósfera de Saturno. Esta detección fue realizada por T. Fouchet, R. Moreno, T. Cavalie, E. Lellouch, S. Guerlet, A. Spiga y A. Mullet. En concreto, detectaron la línea de HCN (4-3) a 354,5 GHz gracias a observaciones con ALMA el 25 de mayo de 2018.
El análisis del espectro infrarrojo de la atmósfera de Saturno muestra que la relación C: H ( carbono a hidrógeno ) es 6 veces mayor que la del Sol. Esta observación es coherente con las relativas a las atmósferas de otros planetas gigantes del sistema solar (la relación C: H es 2,9 para Júpiter , 30-40 para Urano y Neptuno ) e indica que durante su formación a partir de los gases de la nebulosa solar , su atmósfera está enriquecida en carbono por la contribución de cuerpos celestes sólidos.
El perfil de temperatura de unas pocas barras se midió para las atmósferas de los cuatro planetas gigantes del sistema solar por radio ocultación, según sondea el programa Voyager . Al igual que la atmósfera de los otros cuatro gigantes gaseosos, la de Saturno muestra una temperatura mínima ( tropopausa ) de alrededor de 100 mbar , una temperatura de alrededor de 80 K ( -190 ° C ) y una altitud de alrededor de 100 km por encima de la superficie a 1 barra. Este último separa la troposfera ubicada debajo y la estratosfera arriba. También hay una termosfera a gran altura. La homopausa se ubica a 0.1 Pa , aproximadamente a 650 km sobre la superficie a 1 bar.
El flujo de calor se escapa por convección cuando la presión atmosférica es superior a 1 bar, y luego directamente por radiación al espacio cuando es inferior a 0,1-0,3 bar.
Altitud | Presión | Temperatura | Densidad | |
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0,1 bares | 84 K | −189 ° C | ||
1 barra | 134 K | −139 ° C | 0,19 kg / m 3 |
La troposfera de Saturno está formada por varias capas de nubes, como Júpiter ; a diferencia de este último, las nubes son más pálidas y más anchas cerca del ecuador. Se supone que la ubicación de estas nubes corresponde a regiones donde el vapor de agua puede condensarse en gotitas. Los intervalos de temperatura son de -130 ° C a 80 ° C . De arriba a abajo, las capas de nubes son las siguientes:
Similar a la atmósfera de los otros tres planetas gigantes en el sistema solar , de Saturno troposfera se caracteriza por un gradiente de cerca térmica atmosférica a la seca gradiente térmico adiabático cuando la presión excede de aproximadamente 1 bar.
La misión Cassini descubrió similitudes entre la estratosfera de Saturno y la estratosfera de la Tierra utilizando un espectrómetro térmico. De hecho, la misión observó una oscilación de la temperatura al nivel del ecuador durante un período de 15 años.
Se ha detectado agua en la estratosfera de Saturno, su distribución no es homogénea y del orden de 1,1 ppb en latitudes ecuatoriales. Esta agua probablemente proviene de los géiseres de Encelado .
La temperatura de la termosfera de Saturno es del orden de 600 a 1000 K a una presión de 1 x 10 −6 bar.
Esta temperatura es superior a la que puede producir la radiación solar; por lo tanto, deben considerarse otros mecanismos distintos del calentamiento solar para explicar este fenómeno.
Saturno, aunque aparentemente tranquilo, tiene un clima violento. En el polo sur del planeta hay un huracán más grande que el de los Estados Unidos con casi 8.000 km de ancho. A diferencia de la Gran Mancha Roja de Júpiter, este huracán tiene un ojo que lo acerca a los huracanes de la Tierra. En el polo norte hay una estructura estable de forma hexagonal.
También se asume la presencia de un rayo un millón de veces más poderoso que en la Tierra. De hecho, los rayos son difíciles de observar debido al anillo de luz que ilumina la cara sombreada del planeta.
La gran mancha blanca es un fenómeno efímero de Saturno que se repite aproximadamente cada 30 años (es decir, aproximadamente cada año de Saturno). Se observaron grandes manchas blancas en 1876 , 1903 , 1933 , 1960 y 1990 , este último observado por Hubble y ausente durante el paso de las sondas Voyager. En 1994 , se observó otra tormenta más pequeña.
Similar a Júpiter, la atmósfera de Saturno está organizada en bandas paralelas, aunque estas bandas son menos visibles y más anchas cerca del ecuador. De hecho, el sistema de nubes de Saturno solo se observó por primera vez durante las misiones Voyager . Desde entonces, los telescopios terrestres han progresado lo suficiente como para poder rastrear la atmósfera de Saturno, y se han encontrado características comunes en Júpiter (como tormentas eléctricas ovaladas de larga duración) en Saturno. En 1990 , el telescopio espacial Hubble observó una enorme nube blanca cerca del ecuador de Saturno que no estaba presente cuando pasaron las sondas Voyager. En 1994 , se observó otra tormenta más pequeña. Si la periodicidad continúa, se espera que ocurra otra tormenta alrededor de 2020.