En enorm cyklon viner på Uranus

 

För första gången har forskare vid NASA fått bevis på existensen av en polär cyklon på Uranus. Genom att undersöka i  mikrovågfältet  upptäckte de fenomenet vid planetens nordpol. Resultatet bekräftar teorin  att alla planeter med betydande atmosfärer i vårt solsystem oavsett om planeterna huvudsakligen består av sten eller gas visar på en virvlande stark vindvirvel vid polerna (storm, cyklon orkan ex.).

Forskare har länge vetat att Uranus sydpol har en snurrande vind. NASA: s Voyager 2-foton av metanmolntoppar visade vindar vid polarcentret som snurrade snabbare än vindarna över resten av polen. Voyagers infraröda mätningar observerade däremot inga temperaturförändringar, men de nya resultaten, publicerade nyligen i Geophysical Research Letters visar detta. Med hjälp av enorma radioantenner från Very Large Array i New Mexico kunde man se in under Uranus moln och upptäckte då att den cirkulerande luften vid nordpolen är varmare och torrare än övriga områden där vilket är ett kännetecknen på en stark cyklons framfart.

 Observationerna samlades in 2015, 2021 och 2022 och gick djupare in i Uranus atmosfär än någon tidigare observation gjort.

Observationerna visar att Uranus är en dynamisk värld, beskriver huvudförfattaren till studien Alex Akins vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Uranus visar upp mer av sig idag under sin bana än för några år sedan tack vare planetens position numera i sin omloppsbana. En bana som tar 84 år att slutföra ett helt varv och under de senaste decennierna har polerna inte varit riktade mot jorden. Men sedan 2015 har forskare fått en bättre bild av dessa och kan se djupare in i atmosfären vid polerna.

Cyklonen på Uranus är kompakt formad med varm och torr gas i sin kärna och liknar de som upptäcktes av NASAs Cassini i Saturnus. Med de nya fynden har cykloner (som roterar i samma varvriktning som planeten roterar) eller anticykloner (som roterar i motsatt riktning) nu identifierats vid polerna på alla planeter i vårt solsystem utom Merkurius som inte har någon betydande atmosfär.

Men till skillnad från orkaner på jorden bildas inte cykloner på Uranus och Saturnus över vatten (då detta inte finns) och de rör sig inte vidare ut över planeten. De är låsta vid polerna. Forskare kommer nu att hålla koll på hur Uranus cyklon utvecklas under de kommande åren.

Bild NASA.  NASA-forskare använde mikrovågsobservationer för att upptäcka den första polära cyklonen på Uranus, här sett som en ljusfärgad prick till höger om mitten i varje bild av planeten. Bilderna togs på  våglängdsband K, Ka och Q, från vänster. För att markera cyklonfunktionerna användes en annan färgkarta för var och en. Credits: NASA/JPL-Caltech/VLA

De mystiska cyklonerna runt Jupiters poler

 

2016 var året då NASA:s rymdsond Juno gick in i en bana runt Jupiter. Juno var först med att cirkla runt Jupiters nordpol till sydpol än tidigare sonders färder som skett runt ekvatorn. Då bilder av planeten från polerna kom tillbaks fann forskare  en överraskning. Det var inte bara en enda cyklon på var och en av polerna utan båda var omgivna av flera cykloner. Med tiden har fler bilder av polerna kommit och forskarna som studerat dem fortsätter att bli förvånade över cyklonernas stabilitet. De ursprungliga som sågs 2016 finns fortfarande kvar och har inte ändrat form. Sådant beteende är okänt här på jorden där cykloner tar form, reser runt en stund och försvinner sedan. Beteendet på Jupiter har gjort att forskare nu försöker komma med en rimlig förklaring till vad de observerar. Vi har även den stora röda fläcken stormen på Jupiter som sågs första 1886 och ännu existerar (min anm.). 

Bilderna från planetens nordpol visar att det finns åtta cykloner som omger den centrala cyklonen  i mitten av polen. Alla åtta ligger i närheten och alla är nästan lika långt från den centralt belägna cyklonen i ett åttkantigt mönster. Än vet man inte säkert om cyklonerna roterar runt cyklonen i centrum eller bara finns där stillaliggande. Det finns ett liknande arrangemang vid södra polen med skillnaden att här finns bara fem cykloner formade som ett pentagon runt en cyklon i polens centrum. Forskarna har nu testat ett nytt tillvägagångssätt för att förklara hur det kommer sig att cyklonerna håller sig på plats så länge och varför dess position eller form inte förändras över tid.

Ett team av forskare anslutna till flera institutioner i USA tillsammans med en kollega från Italien och en från Frankrike har använt datamodellering för att  förklara motståndskraften hos cykloner som cirklar runt Jupiters poler.

 I en artikel publicerad i tidskriften Nature Astronomy beskriver gruppen hur de analyserade bilder tagna av rymdsonden Juno som de använde i  analysen till att skapa grunda vattenmodeller som delvis kan förklara hur cyklonerna håller i sig så länge.

 Teamets arbete innebar att analysera bilder och annan data från Juno-sonden och då specifikt se på vindhastigheter och vindars riktning. De använde sedan resultatet för att skapa modeller av fenomenet på grunt vatten genom datasimulering och fick som resultat att det finns en "anticyklonisk ring" av vindar som rör sig i motsatt riktning mot cyklonernas vilket är det som håller dem på sin plats. Även om detta kan vara sant fann man inget som bekräftade att denna konvektion med som de behövdes då  värme användes för att driva cyklonerna. Något som man hoppades hitta för en förklaring till . De erkänner att mycket mer arbete kommer att behöva göras för att fullt ut förklara beteendet hos Jupiters cykloner.

Ytterligare en förunderlighet av Jupiter är en oväntad "värmebölja" på 700 grader Celsius, som sträcker sig 130000 kilometer (10 jorddiametrar) i Jupiters atmosfär. Upptäckten gjordes av en forskare som heter James O'Donoghue, från Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA). Denne har presenterat resultaten under veckan vid Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 i Granada. Dr. O'Donoghue och hans team tittade djupt igenom sina data och upptäckte den spektakulära "värmeböljan" strax under norra norrskenet på Jupiter och fann att den färdades mot ekvatorn med en hastighet av tusentals kilometer i timmen.

Värmeböljan utlöstes troligen av en puls av stark solvindsplasma som påverkade Jupiters magnetfält, vilket ökade norrskensuppvärmningen och tvingade heta gaser att expandera och ge sig av mot ekvatorn.

"Medan norrsken kontinuerligt levererar värme till resten av planeten, representerar dessa värmebölje-händelser "en ytterligare, betydande energikälla", tillade Dr. O'Donoghue. "Dessa fynd bidrar till vår kunskap om Jupiters övre atmosfäriska väder och klimat-- "

Kanske man skulle se på detta fenomen tillsamman med ovanstående. Tillsammans kanske dessa hör samman och är den förklaring av cyklonaktivitet man söker,(min anm.).

Bild på fenomenet från https://phys.org/

Torra stenplaneters cykloner bildas mystiskt nog vid enbart viss temperatur.

Det är allmänt känd sanning att tropiska cykloner är ett fenomen som kräver fuktighet för att uppkomma. De börjar på jorden som intensiva lågtryck över varma hav främst i oceanernas västra områden och rör sig sedan västerut och bort från ekvatorn på grund av jordens rotation.


Cyklonsäsongen sträcker sig från augusti till november i Atlanten, medan det i Stilla havet kan bildas cykloner året runt. Att cyklondrabbade kuster ligger i tropiska områden beror på att tropiska cykloner uppstår i hav med vattentemperaturer över 27 grader Celsius under denna temperatur uppstår de inte. Detta ska kommas ihåg vid fortsatt läsning nedan.


Nya datorsimuleringar tyder emellertid på att sådan typ av cyklon också kan bildas även i mycket kallt och torrt klimat.


 På jorden behöver stormar (cykloner, tromber, orkaner, mm) vatten för att bildas.

Nu har forskarna undersökt om orkaner behöver vatten likt teorier föreslår. Ja på jorden behövs det men i en mycket annorlunda värld behövs det inte.


Dan Chavas, biträdande professor vid earth, atmospheric and planetary sciences at Purdue University säger följande i en rapport om ämnet, ”Just eftersom det inte finns något vatten förändras fas mellan vätska och ånga men det betyder inte att en orkan inte kan bildas”.
  

Experiment visar att det på stenplaneter utan fukt eller vätska kan bildas stormar ändå under vissa temperaturer.


Vid under -33C på en torr planet kan stormar bildas enligt simulering i datamiljö.  Dessa kalla, torra stormar skulle vara mindre och svagare än orkanerna på jorden men upprepas oftare.


När temperaturen sjunker kan luften innehålla mindre vatten, vilket förklarar varför kalla temperaturer och torra ytor ger liknande resultat i experiment även där vatten finns.


Intressant nog finns det en rad måttliga temperaturer och fuktnivåer där inga cykloner bildas alls. Från -23 C-32C) bildas inga orkaner varken på jorden eller i torra stenplaneters miljö. Varför kan inte förklaras med den kunskap som finns i dag. Men vid -33C till -44C kan de uppkomma igen. Samma undran finns där varför just vid denna temperatur?


Atmosfärers rörelser förstår vi inte helt. Detta förklarar varför vi inte kan vara helt säkra på att en väl genomförd väderobservation kan ge en säker väderprognos.


OBS; Både här på jorden och på torra stenplaneter måste något slag av atmosfär finnas för att stormar ska uppstå eller väder överhuvudtaget. OBS; blanda inte heller ihop ovanstående med gasplaneters stormar som Jupiters eviga storm.


Bilden är en gratisbild  på okänd storm från nätet.