Jüpiter ve Satürn'deki Kutup Girdapları

İki gezegen, gezegenin kutup bölgesinde dönen devasa atmosferik girdaplar olan kutup girdaplarının çok farklı türlerine ev sahipliği yapıyor. Satürn'de, tek bir devasa kutup girdabı, kuzey kutbunu garip bir şekilde altıgen bir biçimde kaplıyor gibi görünürken, Jüpiter'de merkezi bir kutup girdabı, dönen tarçınlı çörekler gibi sekiz küçük girdapla çevrilidir.

(Jüpiter'in kuzey kutbunun bu kızılötesi 3 boyutlu görüntüsü, merkezi bir siklonu çevreleyen 8 girdaptan oluşan bir halkayı gösteriyor. Kaynak: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM)

Her iki gezegenin de birçok yönden benzer olduğu göz önüne alındığında - yaklaşık olarak aynı boyutta ve aynı gaz elementlerinden oluşmuş olmaları - kutup hava modellerindeki bu çarpıcı farklılık uzun süredir gizemini koruyor. Gaz devi, Jüpiter ve Satürn gibi çoğunlukla gaz elementlerinden oluşan büyük bir gezegendir.

NASA'nın Juno uzay aracı 2016'dan beri Jüpiter'in yörüngesinde dönüyor ve gezegenin kuzey kutbunun ve çok sayıda girdabının çarpıcı görüntülerini yakaladı. Bu görüntülerden yola çıkarak bilim insanları, Jüpiter'in girdaplarının her birinin muazzam olduğunu ve yaklaşık 3.000 mil genişliğinde olduğunu tahmin ediyorlar. Cassini uzay aracı, 2017'de Satürn'ün atmosferinde kasıtlı olarak yanmadan önce, halkalı gezegenin yörüngesinde 13 yıl boyunca döndü. Satürn'ün kuzey kutbuna ilişkin gözlemleri, yaklaşık 18.000 mil genişliğinde tek, altıgen şeklinde bir kutup girdabı kaydetti.

Gezegenler yaklaşık aynı boyutta ve her ikisi de çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşuyor. Kutup girdaplarının neden bu kadar farklı olduğu belirsiz. Satürn'deki gibi tek bir büyük kutup girdabı oluşturduğunu, diğerlerinin ise Jüpiter'deki gibi birden fazla küçük girdap oluşturduğunu görülmektedir. Rastgele akışkan hareketleri bireysel girdaplar halinde birleşmeye başladığında, bir girdabın büyüyebileceği boyut, girdabın tabanının ne kadar yumuşak olduğuna bağlıdır. Bir girdabın tabanında dönen gaz ne kadar yumuşak veya hafifse, girdap sonunda o kadar küçük olur ve bu da Jüpiter'dekine benzer şekilde, bir gezegenin kutbunda birden fazla küçük ölçekli girdabın bir arada bulunmasına olanak tanır. Tersine, bir girdabın tabanı ne kadar sert veya yoğun olursa, sistem o kadar büyüyebilir ve sonunda Satürn'deki gibi tek bir gezegen ölçekli girdap olarak gezegenin eğriliğini takip edebilecek bir boyuta ulaşabilir.

Eğer bu mekanizma gerçekten de her iki gaz devinde de işliyorsa, bu Jüpiter'in daha yumuşak, daha hafif bir malzemeden yapılmış olabileceğini, Satürn'ün ise iç kısmında daha ağır maddeler barındırabileceğini gösterir.

Jüpiter ve Satürn'deki akışkan deseni iç kısım hakkında, örneğin tabanın ne kadar yumuşak olduğu hakkında bir şeyler söyleyebilir. Satürn’ün yüzeyinin altında, iç kısım daha fazla metal bakımından zengin ve daha yoğunlaşabilir malzemeye sahip; bu da Jüpiter’den daha güçlü bir katmanlaşma sağlamasına olanak tanıyor.