Obrazek wyróżniający: NASA
Północny biegun Saturna ma unikalną w Układzie Słonecznym cechę atmosferyczną: trwałą falę heksagonalną z potężnym wirem w centrum. Została ona odnaleziona na zdjęciach z przelotów sond Voyager w latach 1980-1981 i od ponad 44 lat obserwowana jest przez HST (Hubble Space Telescope) oraz sondę Cassini. Jest stabilną falą atmosferyczną, prawie nieruchomą względem południków planety. Sześciokąt uwidacznia się też w wyższej warstwie chmur, wpływając aż na stratosferę. Ze względu na długotrwałą stabilność strefowego układu prądów atmosferycznych Saturna spodziewać się można, że podobna fala mogła powstać na jednym z podbiegunowych prądów atmosferycznych na półkuli południowej.
Do tej pory nie obserwowano jednak takiej fali w innych rejonach planety. Przez nachylenie osi obrotu Saturna jego południowa półkula była niewidoczna z Ziemi od 2012 roku aż do października 2023, kiedy obrazy z HST z filtrem czerwonym wykazały obecność dziesięciokątnej struktury. Zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, uzyskane w 2025 roku, ujawniły obecność dziesięciokątnej fali. Zdjęcia z 2023 i 2024 roku pokazały natomiast tylko wierzchołki o słabszym kontraście albedo oraz proste boki dziesięciokąta, co sugeruje ewolucję zjawiska.
Mapy biegunowe Saturna pokazujące falę dziesięciokątną.
Obrazy HST z 2025 roku pokazują dziesięć w pełni rozwiniętych, choć o różnym kontraście, wierzchołków wielokąta. Trzy z nich są bardzo wyraźnie widoczne, cztery trochę mniej, a pozostałe trzy mniej przypominają faktyczne, ostre wierzchołki. Dziesięciokątna fala ma średnią strefową długość L x =16 782 ± 1100 km, a krawędzie jej grzbietów i dolin wskazują na kształt sinusoidalny. W paśmie absorpcji metanu (899 nm) fala wydaje się być przesunięta w kierunku równika.
Ruch
Ruch dziesięciokąta mierzono poprzez śledzenie zmian w długości geograficznej jego wierzchołków na zdjęciach w długości fali odpowiadającej światłu czerwonemu (∼650 do 950 nm) pozyskiwanych z HST oraz naziemnych teleskopów w Japońskim ALPO (Japan and Planetary Virtual Observatory) oraz PVOL (Planetary Virtual Observatory Laboratory) od czerwca do października 2025 roku. Ustalono, że fala porusza się w kierunku wschodnim z prędkością 2,5 metra na sekundę. Obliczony na podstawie obserwacji okres oscylacji wynosi około 32,5 dnia, ze średnią amplitudą A 0 =4,6° oraz maksymalną wartością amplitudy A max =8,4°. Takie drgania względem długości geograficznej podobne są do ruchu Wielkiej Czerwonej Plamy na Jowiszu. Co ciekawe, na południowym biegunie Saturna moment wystąpienia szczytu oscylacji przesunięty jest o średnio 2,7 dnia pomiędzy każdymi dwoma kolejnymi wierzchołkami – właściwość ta wskazuje na istnienie złożonych zachowań dynamicznych, niezaobserwowanych wcześniej w heksagonie na północnym biegunie.
Temperatura
Zdjęcia Saturna w podczerwieni uzyskano w sierpniu 2025 roku za pomocą kamery i spektrometru do średniej podczerwieni VLT (VISIR) zamontowanego na teleskopie UT-2 Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Zdjęcia pokrywają zakres widmowy od 7,7 do 19,5 μm i dostarczają informacji o temperaturach jasnościowych odpowiadających promieniowaniu występującemu w górnej troposferze i stratosferze. Mapy temperatur pokazują wyraźne zachowanie sezonowe – przy tym samym ciśnieniu, temperatury w kierunku bieguna znajdującego się po stronie wiosennej stają się niższe. Prąd atmosferyczny, w którym znajduje się dziesięciokąt, wykazuje spadek prędkości wraz z wzrostem wysokości, tak samo, jak dwa sąsiednie do niego prądy położone bliżej równika.
Stabilność
Dziesięciokąt nie jest jednolity pod względem długości geograficznej, w przeciwieństwie do sześciokąta, którego boki i wierzchołki mają na zdjęciach równy pozom kontrastu. Wydaje się, że rozwijał się on od 2023 do 2025 roku. Sugeruje to, że dekagon jest falą powstałą w wyniku niestabilności prądu atmosferycznego występującego w wyższych warstwach troposfery. Jeżeli faktycznie tak jest, mógłby być on ewoluującym, przejściowym zjawiskiem, podczas gdy sześciokąt to stabilna fala, o czym świadczy jego długi czas istnienia i brak zmienności pomimo intensywnej aktywności pobliskich burz konwekcyjnych.
Do zbadania stabilności i sposobu powstania fali dziesięciokątnej wykorzystano model „płytkiej wody” – uproszczoną wersję troposfery Saturna na szerokości geograficznej dziesięciokąta, gdzie na prędkości prądów nałożono ruch płynu, podążający za zmierzonymi prędkościami wiatrów. Jedną z proponowanych możliwości powstania dekagonu jest sytuacja, w której po obu stronach fali znajdują się wiry (nawet, jeśli nie można ich zaobserwować z powodu ograniczonej rozdzielczości obrazów). Nawet biorąc pod uwagę prostotę zastosowanego modelu, powstawanie takich struktur w obrębie prądu wydaje się być obiecującym możliwym wyjaśnieniem tego zjawiska i zachęca do przeprowadzenia symulacji z wykorzystaniem bardziej zaawansowanych, wielowarstwowych modeli.
Dekagon na Saturnie.
Dziesięciokąt na Saturnie jest rzadką okazją do zbadania dynamiki polarnych prądów atmosferycznych, a także procesów tworzących stabilne, poligonalne pływy na planetach olbrzymach – w tym polarnych, wielokątnych cyklonów na Jowiszu znajdujących się w obszarze słabych wiatrów (powyżej 80° szerokości geograficznej). Odkrycie i opisanie dekagonu na Saturnie otwiera drzwi do badania warunków, w których modele mogą generować stabilne lub niestabilne, ewoluujące, poligonalne struktury.
Korekta – Ania Grzesiak
