Suuri valkoinen täplä, joka tunnetaan myös nimellä Suuri valkoinen soikio Saturnuksella, on nimitys planeetan ajoittain esiintyville valtaville myrskyille. Nimi tulee siitä, että alueet näyttävät kirkkaan valkoisilta ja ovat helposti havaittavissa myös pienemmillä teleskoopeilla: niitä voi nähdä kaukoputkella Maasta käsin. Suuret valkoiset täplät eroavat Jupiterin pitkäikäisestä Suuresta punaise n täplästä siten, että Saturnuksen täplät ovat tilapäisempiä — ne voivat kuitenkin kasvaa useiden tuhansien kilometrien levyisiksi ja joskus kiertää planeetan ympäri muodostaen laajoja kaistaleita.

Mikä aiheuttaa suuret valkoiset täplät?

Nykyisen käsityksen mukaan täplät syntyvät voimakkaan konvektiivisen kohoamisen seurauksena. Syvemmistä, lämpimämmistä kaasukerroksista nouseva kaasu työntää mukanaan ammoniakkijään ja muita jäähiukkasia planeetan ylemmille pilvitasoille. Kun nämä aineet jäähtyvät ja tiivistyvät, niistä muodostuu kirkkaan valkoisia pilviä, jotka näkyvät kauas. Myrskyjen syntyyn vaikuttavat myös Saturnuksen pitkät vuodenajat, sisäinen lämpö ja vaakasuorat tuulivyöhykkeet.

Havaintohistoria ja esiintyvyys

Suuret valkoiset täplät tunnetaan havaintoihin perustuen jo 1800-luvulta lähtien, ja niiden esiintyvyys näyttää liittyvän Saturnuksen pitkään kiertoaikaan ja vuodenaikaisiin vaihteluihin. Suuri valkoinen täplä esiintyy maapallon vuosien välein toistuvina tapahtumina (keskimäärin noin kerran Saturnuksen vuoden — ~30 maanvuoden — aikana), mutta täsmällinen ajoitus ja sijainti voivat vaihdella. Useimmat tapahtumat havaitaan niin ammattitutkijoiden teleskoopeilla kuin harrastajataivastokuvaajiltakin.

Cassini-löydöt 2010–2011

Vuoden 2010 lopulla alkaneen ja pitkään jatkuneen suuren myrskyn seuranta toi paljon uutta tietoa. Tällä hetkellä Saturnusta on vuodesta 2010 lähtien peittänyt suuri valkoisten pilvien kaistale, jota tutkijat ovat yhdistäneet radio- ja plasmahäiriöiden lisääntymiseen pohjoisilla leveysasteilla. Cassini-radan kiertoradalla oleva Cassini-robotti seurasi myrskyä tiiviisti ja kirjasi useita merkittäviä muutoksia:

  • Cassinin spektrometrit havaitsivat asetyleenin pitoisuuden vähenemistä myrskyn alueella, mikä viittaa voimakkaisiin kemiallisiin ja fotokemiallisiin prosesseihin pilvissä ja niiden yläpuolella.
  • Samanaikaisesti fosfiinin pitoisuus lisääntyi paikallisesti, mikä kertoo aineiden kulkeutumisesta syvemmältä ilmakehästä ylläpitoalueille.
  • Myrskyn keskellä mitattiin epätavallinen lämpötilan lasku, mikä voidaan selittää voimakkaalla kohoavalla ilmavirtauksella ja adiaattisella jäähdytyksellä.
  • Myrskyn yhteydessä rekisteröitiin runsaasti radiohäiriöitä eli niin sanottuja Saturn Electrostatic Discharges -purkauksia, jotka liittyvät voimakkaaseen salaman toimintaan planeetan ilmakehässä.

Huhtikuussa 2011 myrskyssä tapahtui toinen purkaus, ja tapahtumasarja muokkasi pitkäksi aikaa Saturnuksen pilvikuviota ja paikallisia tuulia.

Miten suuret valkoiset täplät vaikuttavat Saturnuksen ilmakehään?

Suuret myrskyt paljastavat paljon planeetan sisäisistä ja ylemmän ilmakehän prosesseista. Ne kuljettavat syvemmän ilmakehän kaasuja ylöspäin, muuttavat kemiallista koostumusta ja voivat muokata paikallisia tuulia ja lämpötilajakaumia. Samalla ne tarjoavat luonnollisen laboratorion, jossa tutkijat voivat havainnoida kaasujättiläisen konvektiivista toimintaa ja vertailla sitä muihin kaasujättiläisiin.

Miten myrskyjä voi havaita itse?

Vaikka monet yksityiskohdat selviävät parhaiten avaruusluotainten avulla, kirkkaat ja laajat valkoiset täplät ovat havaittavissa myös hyvälaatuisilla harrastelteleskoopeilla. Värisuodattimien ja digikuvauksen avulla amatöörikuvaajat ja -harrastajat ovat usein ensimmäisiä, jotka huomaavat uudet purkaukset ennen kuin avaruusluotaimet reagoivat.

Yhteenvetona: Saturnuksen suuret valkoiset täplät ovat voimakkaita konvektiivisia myrskyjä, joissa syvemmästä kaasukerroksesta nouseva lämpimämpi kaasu muodostaa kirkkaan ammoniakkipitoisen pilvikerroksen. Niiden tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa planeetan ilmakehästä, kemiallisista prosesseista ja dynaamisesta käyttäytymisestä.