سیاره زحل یکی از غول های گازی منظومه شمسی است. این دومین پس از مشتری بزرگ است، دارای یک جرم عظیم و یک لایه متراکم از حلقه ها است که آن را احاطه کرده است. جو زحل پدیده ای است که سال هاست موضوع بحث و جدل بین دانشمندان بوده است. اما امروزه به طور قابل اعتماد ثابت شده است که این گازها هستند که اساس کل بدنه هوا را تشکیل می دهند که سطح جامدی ندارد.
تاریخچه کشف بزرگ
برای مدت طولانی، دانشمندان معتقد بودند که منظومه ما دقیقاً توسط این سیاره عظیم بسته شده است و چیزی فراتر از مدار آن وجود ندارد. آنها از سال 1610 دور، بعد از اینکه گالیله زحل را از طریق تلسکوپ بررسی کرد و همچنین وجود حلقه ها را در یادداشت های خود برجسته کرد، آن را مطالعه کردند. در آن سالها، هیچ کس نمی توانست فکر کند که این جرم آسمانی تا این حد با زمین، زهره یا مریخ متفاوت است: این جرم حتی سطحی ندارد و کاملاً از گازهایی تشکیل شده است که تا دمای غیرقابل تصور گرم شده اند. وجود جو زحل تنها در قرن بیستم تایید شد. علاوه بر این، تنها دانشمندان مدرن توانسته اند به این نتیجه برسندسیاره یک توپ گازی است.
این ماهواره توسط ماهواره وویجر 1 کاوش شد که توانست کاوشگری را در لایه های بیرونی جو رها کند. تصاویری به دست آمد که نشان دهنده محتوای عمدتاً هیدروژن در ابرهای زحل و همچنین بسیاری از گازهای دیگر بود. از آن زمان تاکنون تحقیقات تنها بر اساس نظریه ها و محاسبات انجام شده است. و در اینجا منصفانه است که توجه داشته باشیم که زحل یکی از مرموزترین و ناشناخته ترین سیارات تا به امروز است.
وجود جو، ترکیب آن
می دانیم که سیارات زمینی که در مجاورت خورشید قرار دارند جو ندارند. اما اینها اجسام جامدی هستند که از سنگ و فلز تشکیل شده و دارای جرم و پارامترهای مربوط به آن هستند. با بالن های گازی، همه چیز کاملاً متفاوت است. جو زحل اساس خودش است. بخارات بی پایان گاز، مه و ابرها به تعداد باورنکردنی جمع می شوند و به دلیل میدان مغناطیسی هسته، به شکل توپ شکل می گیرند.
اساس جو سیاره هیدروژن است: بیش از 96 درصد است. گازهای دیگر به صورت ناخالصی وجود دارند که نسبت آنها به عمق بستگی دارد. شایان ذکر است که هیچ کریستال آب، تغییرات مختلف یخ و سایر مواد آلی در زحل وجود ندارد.
دو لایه جو و ترکیب آنها
پس جو زحل به دو بخش تقسیم می شود: لایه بیرونی و لایه داخلی. اولی 96.3 درصد هیدروژن مولکولی و 3 درصد هلیوم است. این گازهای اصلی با اجزایی مانند فسفین، آمونیاک،متان و اتان بادهای سطحی قوی در اینجا رخ می دهد که سرعت آن به 500 متر در ثانیه می رسد. در مورد لایه زیرین جو، هیدروژن فلزی در اینجا غالب است - حدود 91 درصد و همچنین هلیوم. این محیط حاوی ابرهای هیدروسولفید آمونیوم است. لایه پایین اتمسفر همیشه تا حد مجاز گرم می شود. با نزدیک شدن به هسته، دما به هزاران کلوین می رسد، زیرا هنوز امکان کاوش در سیاره با کاوشگرهای ساخته شده در شرایط زمینی وجود ندارد.
پدیده های جوی
رایج ترین پدیده های این سیاره باد و طوفان هستند. بیشتر جریان ها از غرب به شرق با توجه به چرخش محوری می وزند. سکون جزئی در منطقه استوایی وجود دارد و با دور شدن از آن، نهرهای غربی ظاهر می شوند. همچنین مکان هایی در زحل وجود دارد که در آنها پدیده های آب و هوایی خاصی در فواصل زمانی معین رخ می دهد. به عنوان مثال، بیضی بزرگ سفید در نیمکره جنوبی هر سی سال یک بار رخ می دهد. در چنین "آب و هوای بد"، جو زحل، که ترکیب آن بیشتر به این پدیده کمک می کند، به معنای واقعی کلمه مملو از رعد و برق است. تخلیه ها عمدتاً در عرض های جغرافیایی میانی، بین استوا و قطب ها رخ می دهد. در مورد دومی، در اینجا پدیده اصلی شفق قطبی است. فلاش های قوی تر در شمال رخ می دهد، زیرا میدان مغناطیسی در آنجا قوی تر از جنوب است. درخشندگی به شکل حلقه‌های بیضی یا مارپیچ ظاهر می‌شود.
فشار و دما
همانطور که پیداست، جو زحل این را ایجاد می کنداین سیاره در مقایسه با مشتری بسیار سرد است، اما مطمئناً به اندازه اورانوس و نپتون یخی نیست. در لایه های بالایی با احتساب بادها و طوفان های ثابت دمای حدود 178- درجه سانتیگراد است. هر چه به هسته نزدیکتر می شویم، فشار بیشتر می شود و در نتیجه دما افزایش می یابد. در لایه های میانی 88- درجه و فشار حدود هزار اتمسفر است. نقطه افراطی که کاوشگر به آن رسید، منطقه دمایی 3- بود. بر اساس محاسبات در ناحیه هسته این سیاره فشار به 3 میلیون اتمسفر می رسد. دما 11700 درجه سانتیگراد است.
پس‌گفتار
ما به طور خلاصه ساختار جو زحل را مرور کردیم. ترکیب آن را می توان با مشتری مقایسه کرد و همچنین شباهت هایی با غول های یخی - اورانوس و نپتون وجود دارد. اما، مانند هر توپ گازی، زحل نیز در ساختار خود منحصر به فرد است. بادهای بسیار قوی در اینجا می وزد، فشار به سطوح باورنکردنی می رسد و دما (بر اساس استانداردهای نجومی) خنک باقی می ماند.
