2010年後半に土星で噴火した巨大な嵐を覚えていますか？これは、これまで環状惑星で観測された最大の嵐の1つであり、地球からはアマチュアサイズの望遠鏡でさえ見ることができました。これは、カッシーニ宇宙船の近赤外線機器によって観測された、土星での水の氷の最初の検出です。
「カッシーニからの新たな発見は、土星が100マイル（160キロメートル）以上から物質を浚渫できることを示しています」とウィスコンシン大学マディソン大学とNASAのジェット推進研究所で働いている論文の共著者であるケビンベインズは言った、カリフォルニア州パサデナ市。「それは、通常、おとなしそうに見える土星が、通常の嵐のジュピターと同じくらい爆発的であるか、それよりもはるかに大きいことを、非常に現実的な意味で示しています。」
土星の月には大量の氷が含まれていますが、土星はほぼ完全に水素とヘリウムですが、水を含む他の化学物質が微量含まれています。土星を見ると、実際には土星の大気の上部の雲の上部が見えています。これらは、ほとんどがアンモニアの凍結結晶でできています。
この上部の雲層の下に、天文学者は水硫化アンモニウムと水で作られた下部の雲床があると考えています。天文学者たちはそこには水があると思ったが、それほど多くはなく、確かに氷ではなかった。
しかし、2010年から2011年の嵐は、さまざまな層を混乱させ、それが上昇するにつれて凝縮して凍った下の層から水蒸気を上昇させたようです。著者らは、水の氷の結晶は、水温が上昇するにつれて温度が下がるにつれて、水硫化アンモニウムやアンモニアなどのより揮発性の高い物質で覆われたように見えると述べた。
研究チームを率いるウィスコンシン大学のローレンススローモフスキー氏は、「水は下から上昇し、大気の深部から発生する強力な対流によって上昇した」と述べた。 「水蒸気は上昇するにつれて凝縮し、凍結します。その後、水硫化アンモニウムやアンモニアなどの揮発性の高い物質でコーティングされた状態になる可能性があります。
大きな嵐は土星の北半球に30年ほどごとに1回、または土星の年にほぼ1回表示されます。最新の嵐の最初のヒントは、2010年12月5日にカッシーニのラジオおよびプラズマ波サブシステムからのデータに最初に現れました。その後まもなく、アマチュア天文学者およびカッシーニのイメージングサイエンスサブシステムからの画像で見ることができました。嵐はすぐにスーパーストームの割合に成長し、北緯30度付近で惑星を取り囲み、約30万km（190,000マイル）の広がりを見せました。
研究者たちはこの嵐のダイナミクスを研究し、それが地球上ではるかに小さな対流嵐のように機能することを認識しました。そこでは、空気と水蒸気が大気中に高く押し上げられ、結果として雷雨の高くそびえ立つ渦巻く雲をもたらします。しかし、このタイプの土星の嵐でそびえ立つ雲は、10〜20倍高く、はるかに広い領域をカバーしていました。これらのモデルは、地球の嵐よりもはるかに暴力的であり、これらのまれな巨大な嵐では、時速300マイル（時速500キロメートル）以上の垂直風が予測されます。
チームによると、嵐が大きな深さから氷河をかき上げる能力は、嵐の爆発力の証拠である。
彼らの研究は9月9日号のIcarus誌に掲載されます。
出典：ウィスコンシン大学マディソン校、JPL
