Dlaczego pasma Saturna są znacznie słabsze niż pasma Jowisza?

Skład atmosferyczny obu planet jest bardzo podobny. Dlaczego więc pasma Jowisza są bardziej widoczne (pas równikowy północny i południowy itp.):

Podczas gdy Saturn nie są:

(oczywiście oprócz burzy)

Dam temu szansę. Korekta jest mile widziana.

Temperatura górnej atmosfery.

Nie tylko elementy nadają planecie kolor, ale temperatura elementów. Kiedy badamy, jak wygląda planeta, zasadniczo mówimy o odbitym świetle słonecznym z powierzchni lub atmosfery planety. W przypadku Ziemi jej atmosfera jest na tyle przejrzysta, że ​​jej powierzchnia jest widoczna z kosmosu. Jest to jednak jedyna planeta w Układzie Słonecznym. Pozostałe planety mają gęstą atmosferę, więc widzimy tylko chmury na dużych wysokościach.

Ponadto, jak rozumiem, zdjęcia planet są często ulepszane, aby uczynić wszelkie rozróżnienia bardziej widocznymi. Więc jeśli faktycznie latałeś nad Jowiszem, jego linie mogą nie być tak wyraźne, jak ładne zdjęcia, które zwykle znajdziesz w Internecie. Niezależnie od tego, to nie zmienia twojego pytania; jego linie są nadal daleko, znacznie wyraźniejsze niż linie Saturna, a Galileo widział swoją Czerwoną Plamkę, więc myślę, że bezpiecznie jest powiedzieć, że jej linie są wyraźne, nawet jeśli otrzymane zdjęcia są nieco udokumentowane.

W każdym razie Jowisz znajduje się we właściwej odległości od Słońca, aby przejść atmosferyczne przejście z lodu na gaz. Jak to ujęła Wikipedia ,

Górne chmury amoniaku widoczne na powierzchni Jowisza są zorganizowane w kilkunastu pasmach strefowych równoległych do równika i ograniczone potężnymi strefowymi przepływami atmosferycznymi (wiatrami) zwanymi dżetami. Pasma zmieniają kolor: ciemne pasma nazywane są pasami, a jasne pasma - strefami. Strefy, które są zimniejsze niż pasy, odpowiadają upwell, a pasy zaznaczają opadające powietrze. Uważa się, że jaśniejszy kolor stref wynika z lodu amoniakalnego; to, co nadaje paskom ich ciemniejsze kolory, nie jest znane z całą pewnością

Lód amoniakowy, jak każdy lód, jest bardzo odblaskowy, więc zimniejsze pasma z lodem są lżejsze. Gaz amoniakowy jest przezroczysty , ale każdy, kto kiedykolwiek latał nad oceanem, wie, że jeśli masz dość przezroczystej rzeczy (wody), ma on wyraźny kolor. Podczas gdy cytat z Wikipedii powyżej mówi, że powód ciemniejszych kolorów jest niepewny, mniej lodu w najwyższej atmosferze oznacza mniej odbijanego światła i ciemniejszy kolor.

Saturn, Neptun i Uran są wystarczająco daleko od Słońca, gdzie zawsze mają lód w swoich najwyższych atmosferach, więc mają mniejszą zmienność kolorów. Chmury Ziemi to przede wszystkim lód (a nie para wodna), więc to w zasadzie odpowiedź. Jowisz znajduje się w odpowiedniej odległości od Słońca, aby jego górna atmosfera mogła przejść i mieć wyraźne pasma, niektóre z lodem, niektóre bez.

„Ale dlaczego pasma są w linii prostej?”

Wynika to z efektu Coriolisa . Patrząc z góry, efekt Coriolisa tworzy pasma, które pokrywają się z równikiem. Jowisz i Saturn obracają się dość szybko (odpowiednio 9,5 i 10,8 godziny), więc oba mają silne efekty Coriolisa.

Atmosfera Jowisza nie porusza się tylko wzdłuż tych widocznych linii; krąży od cieplejszych dolnych części atmosfery do wyższych części przez konwekcję. Wynika to z faktu, że należy przenosić dużo ciepła. Jowisz (wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem) promieniuje w kosmos więcej ciepła niż odbiera od Słońca, więc podczas gdy ciepło ze Słońca odgrywa rolę w niezamarzaniu górnej atmosfery Jowisza nad cieplejszymi pasmami, jest to efekt Coriolisa który tworzy zespoły.

Saturn ma również pasma (jak wiadomo). Nie są tak widoczne, ponieważ zarówno ciepłe, jak i zimne pasma Saturna są lodowate. Zobacz artykuły tutaj i tutaj oraz artykuł z fałszywym obrazem tutaj , przypisujący kolory Saturna lodowi amoniakowemu.

Tak więc, aby utworzyć pasma, wszystko czego potrzebujesz to stosunkowo szybki obrót. Ale dla dobrze widocznych pasm gazowa gigantyczna planeta musi znajdować się w odpowiedniej odległości od Słońca i / lub mieć odpowiednią ilość ciepła wewnętrznego. Chodzi o temperaturę.

Czuję, że muszę przerywać to słowem „prawdopodobnie”, ponieważ nie mogę przysięgać, że Saturn ma lód amoniakowy w całej swojej górnej atmosferze, ale jestem prawie pewien, że to jest podstawowa różnica między bardziej jednolitym wyglądem Saturna (Uran i Neptun też). To przede wszystkim amoniak nadaje tym planetom ich kolor, mimo że zarówno Saturn, jak i Jowisz zawierają 99% wodoru i helu. Cząsteczki gazu prostego (O2, N2, H2) i gazy szlachetne mają zwykle niewielki wpływ na światło widzialne.

Oto zabawny artykuł na temat koloru planety gazowego giganta. Nauka tego, co nadaje atmosferze określony kolor, jest jednak dość złożona i jest wyższa niż moja płaca. Również ten artykuł był dla mnie interesujący, chociaż nie mogę przysięgać na jego dokładność. Saturn promieniuje zaskakującą ilością ciepła, biorąc pod uwagę, że stanowi 1/3 masy Jowisza.

Wreszcie, ten może zapewnić dokładniejszy, ale mniej seksowny obraz Saturna, niż jesteśmy przyzwyczajeni.

Ostatnia uwaga na temat ciemnych punktów i ciemnych pasm Jowisza. Wikipedia powiedziała, że ​​przyczyna ciemności jest nieznana (jak cytowano powyżej). Chociaż myślę, że brak atmosferycznego lodu amoniakowego jest w dużej mierze częścią odpowiedzi, oto alternatywne wyjaśnienie ciemnej czerwonej plamki Jowisza i (być może) do pewnego stopnia jej ciemnych pasm. Jowisz dostaje średnio około 3,4 razy więcej promieniowania słonecznego na metr kwadratowy niż Saturn. Co więcej, może mieć miejsce intensywniejsze mieszanie atmosferyczne niż Saturn i więcej związków organicznych w jego górnej atmosferze, co w połączeniu z promieniami UV może również odgrywać rolę w ciemniejszych liniach Jowisza.