מה הקשר בין משושה (hexagon) לבין כוכב הלכת הענק שבתאי? מסתבר שבקוטב הצפוני של שבתאי מסתובבת לה צורה של משושה מדויק. מהו המשושה הזה וכיצד הוא נוצר?
אם תרחפו מעל הקוטב הצפוני של כוכב הלכת הענק שבתאי (Saturn) תגלו תופעה מוזרה - מצולע בצורת משושה, מצולע בעל שש צלעות. זהו מצולע מדויק ממש שצלעותיו ישרות, והוא מסתובב בקצב קבוע סביב הקוטב הצפוני של כוכב הלכת הענק. המשושה המעניין הזה התגלה במהלך מסעה של החללית וויאג'ר 1 ששוגרה בשנת 1977 על ידי נאס"א, סוכנות החלל האמריקנית, כדי לחקור את מערכת השמש. המשושה התגלה על ידי החללית בשנת 1981. המשושה אדיר במימדיו. אורך כל אחת מצלעותיו הוא 14,500 קילומטרים, יותר מקוטרו של כדור הארץ. רוחב המשושה הוא 29,000 קילומטרים, רחב מספיק להכניס בתוכו שני כדורי ארץ שלמים זה לצד זה באופן שלא ייגעו בשוליים שלו. המשושה הוא למעשה ענן המורכב מגזי האטמוספירה של שבתאי, הנעים במהירות של כשלוש מאות ושישים קילומטרים לשעה, כמהירותה של מכונית מירוץ. הוא משלים סיבוב אחד פעם בעשר וחצי שעות בקירוב. במרכזו משתוללת סערה ענקית, הנראית כמו עין, שקוטרה 2,000 קילומטרים בקירוב, פי 50 מגודלו של הוריקן רגיל בכדור הארץ. קסיני, חללית שהגיעה לשבתאי שנים רבות לאחר מכן, בשנת 2006, גילתה לפתע שצבעו של המשושה השתנה מצבע שהיה כחול בעיקרו לצבע זהב.
המשושה הזה הוא מעין קרוסלה אדירת מימדים.
אנחנו מכירים צורות גיאומטריות מדוייקות בצורות שונות בטבע כגון צורתם הגיאומטרית של פתיתי שלג, או התאים המשושים של כוורות הדבורים. לעומת זאת כאן מופיע משושה מדוייק הנוצר על ידי גושים של גזי אטמוספירה הנמצאים בתנועה, רוחות שמהירותן מאות קילומטרים לשעה, ולמרות התנועה הזאת צורת המשושה אינה נפגמת.
איך זה ייתכן?
מדענים באוניברסיטת אוקספורד הצליחו לשחזר את התופעה במעבדה. הם לקחו מיכל מים מסתובב, ויצרו מערבולת בשולי המיכל. במרכז המערבולת הם יצרו זרם הנע במהירות שונה מזו שבשוליים. כאשר נוצר הפרש מהירויות בין מרכז המערבולת לשוליים שלה, התעצב הנוזל לצורות גיאומטריות שונות (משולשים, ריבועים, משושים ומתומנים) בהתאם למהירות הסיבוב.
והנה ההפתעה - המבנה היציב ביותר שתאם את רוחות שבתאי היה דווקא המשושה.
ומה בנוגע לחידת הצבעים? איך זה שצבעו של המשושה השתנה מצבע שהיה כחול בעיקרו לצבע זהב?
דווקא כאן התשובה היא די ברורה (על פי ההשערה). בדומה לכדור הארץ, שבתאי נטוי על צִירוֹ (בזווית של כ-27 מעלות). נטייה זו היא שיוצרת את עונות השנה. אולם, בעוד שכדור הארץ מקיף את השמש בשנה אחת, לשבתאי לוקח 29.5 שנים ארציות להשלים הקפה אחת, זאת אומרת שנה של שבתאי היא 29.5 שנות כדור הארץ.
כתוצאה מכך, כל עונה בשבתאי נמשכת כ-7 שנים רצופות ( 29.5 שנים לחלק לארבע עונות).
ההערכה הרווחת היא כי השינוי בצבע נובע מתגובה כימית של האטמוספירה לקרינת השמש. במהלך החורף של שבתאי, הקוטב מוגן מאור שמש והאטמוספירה מתנקה מאובך שנוצר עקב החשיפה הישירה לקרינת השמש. הניקיון הזה מאובך נותן לאטמוספירה גוון כחלחל משום שכאשר האטמוספירה נקייה מאובך, אור השמש חודר עמוק פנימה אל תוך אטמוספירת שבתאי ופוגע במולקולות הגז הקטנות (כמו מימן). מולקולות קטנות אלו מפזרות בעיקר את אורכי הגל הקצרים של האור – כלומר, את האור הכחול ולכן המשושה נראה אז כחול בהיר ונקי. ככל שהקיץ מתקרב ואור השמש פוגע בקוטב באופן ישיר, נוצרים חלקיקי אובך ואירוסולים חדשים באטמוספירה (אירוסול: תערובת של חלקיקים מוצקים או טיפות נוזל זעירות המרחפות בגז). אלה גורמים לצביעת המשושה בזהב. דבר זה מתרחש עקב שינוי הפיזור של קרינת השמש הפוגעת במשושה.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה