Pourquoi les bandes de Saturne sont-elles beaucoup plus faibles que celles de Jupiter?

La composition atmosphérique des deux planètes est très similaire. Alors pourquoi les bandes de Jupiter sont-elles plus visibles (ceinture équatoriale nord et sud, etc.):

Si Saturne ne l'est pas:

(sauf pour la tempête bien sûr)

Je vais essayer celui-ci. La correction est la bienvenue.

Température de la haute atmosphère.

Ce ne sont pas seulement les éléments qui donnent une couleur à la planète, mais la température des éléments. Lorsque nous examinons à quoi ressemble une planète, nous parlons essentiellement de la lumière solaire réfléchie par la surface ou l'atmosphère de la planète. Avec la Terre, son atmosphère est suffisamment transparente pour que sa surface soit visible depuis l'espace. Cependant, c'est la seule planète du système solaire où c'est le cas. Les autres planètes ont des atmosphères épaisses, donc tout ce que nous voyons est essentiellement des nuages ​​de haute altitude.

Aussi, si je comprends bien, les images des planètes sont souvent améliorées pour rendre les distinctions plus apparentes. Donc, si vous avez survolé Jupiter, ses lignes pourraient ne pas être aussi distinctes que les jolies images que vous trouverez généralement sur le Web. Quoi qu'il en soit, cela ne change pas votre question; ses lignes sont encore loin, beaucoup plus distinctes que celles de Saturne et Galileo a pu voir son point rouge, donc je pense qu'il est sûr de dire que ses lignes sont prononcées, même si les images que nous obtenons sont un peu trafiquées.

Donc, de toute façon, Jupiter est à la bonne distance du Soleil pour subir la transition atmosphérique de la glace au gaz. Comme le dit Wikipedia ,

Les nuages ​​supérieurs d'ammoniac visibles à la surface de Jupiter sont organisés en une douzaine de bandes zonales parallèles à l'équateur et sont délimitées par de puissants flux atmosphériques zonaux (vents) appelés jets. Les bandes alternent en couleur: les bandes sombres sont appelées ceintures, tandis que les bandes claires sont appelées zones. Les zones, plus froides que les ceintures, correspondent à des remontées d'eau, tandis que les ceintures marquent l'air descendant. On pense que la couleur plus claire des zones résulte de la glace ammoniacale; ce qui donne aux ceintures leurs couleurs plus sombres n'est pas connu avec certitude

La glace d'ammoniac, comme toute la glace, est très réfléchissante, donc les bandes plus froides avec de la glace sont plus claires. Le gaz ammoniac est transparent , mais quiconque a déjà survolé l'océan sait que si vous en avez assez d'une chose transparente (l'eau), elle a une couleur distincte. Alors que la citation de Wikipedia ci-dessus dit que la raison des couleurs plus sombres est incertaine, moins de glace dans son atmosphère la plus élevée signifie moins de lumière réfléchie et de couleur plus sombre.

Saturne, Neptune et Uranus sont suffisamment éloignés du Soleil où ils ont toujours de la glace dans leurs atmosphères les plus hautes, donc ils ont moins de variation de couleur. Les nuages ​​de la Terre sont également principalement de la glace (pas de la vapeur d'eau), c'est donc essentiellement la réponse. Jupiter est à la bonne distance du Soleil pour que sa haute atmosphère se transforme et ait des bandes distinctes, certaines avec de la glace, d'autres sans.

"Mais pourquoi les groupes sont-ils en ligne droite?"

Cela est dû à l' effet Coriolis . Vu de dessus, l'effet Coriolis crée des bandes alignées avec l'équateur. Jupiter et Saturne tournent tous les deux assez rapidement (respectivement 9,5 et 10,8 heures), de sorte que les deux ont de forts effets Coriolis.

L'atmosphère de Jupiter ne se déplace pas seulement le long de ces lignes visibles; il circule des parties inférieures plus chaudes de l'atmosphère vers les parties supérieures par convection. En effet, il y a beaucoup de chaleur à transférer. Jupiter (ainsi que Saturne, Uranus et Neptune) rayonnent tous plus de chaleur dans l'espace qu'ils n'en reçoivent du Soleil, donc bien que la chaleur du Soleil joue un rôle en ne gelant pas la haute atmosphère de Jupiter sur des bandes plus chaudes, c'est l'effet Coriolis qui crée les bandes.

Saturne a aussi des groupes (comme vous le savez). Ils ne sont pas aussi visibles parce que les bandes chaudes et les bandes froides de Saturne sont glacées. Voir les articles ici et ici et l'article avec une image en fausses couleurs ici , attribuant les couleurs de Saturne à la glace ammoniacale.

Ainsi, pour que les bandes se forment, tout ce dont vous avez besoin est une rotation relativement rapide. Mais pour les bandes très visibles, la planète géante gazeuse doit être à la bonne distance du Soleil et / ou avoir la bonne quantité de chaleur interne. Tout dépend de la température.

Je sens que je dois ponctuer cela avec un "probablement", parce que je ne peux pas jurer que Saturne a de la glace ammoniacale tout autour de sa haute atmosphère, mais je suis assez sûr que c'est la principale différence entre l'aspect plus uniforme de Saturne (Uranus et Neptune aussi). C'est principalement l'ammoniac qui donne à ces planètes leur couleur, même si Saturne et Jupiter sont à 99% d'hydrogène et d'hélium. Les molécules de gaz droites (O2, N2, H2) et les gaz nobles ont tendance à avoir très peu d'interaction avec la lumière visible.

Voici un article amusant sur la couleur de la planète géante gazeuse. La science de ce qui donne à une atmosphère une couleur spécifique, cependant, est assez complexe et au-dessus de mon niveau de rémunération. De plus, j'ai également trouvé cet article intéressant, bien que je ne puisse pas jurer de l'exactitude de celui-ci. Saturne dégage une quantité de chaleur surprenante étant donné qu'elle représente 1/3 de la masse de Jupiter.

Enfin, celui-ci peut fournir une image de Saturne plus précise mais moins sexy que ce que nous avons l'habitude de voir.

Note finale, sur les taches sombres et les bandes sombres de Jupiter. Wikipedia a déclaré que la raison de l'obscurité était inconnue (comme cité ci-dessus). Bien que je pense que le manque de glace d'ammoniac atmosphérique fait partie intégrante de la réponse, voici une autre explication pour la tache rouge foncé de Jupiter et (peut-être) dans une certaine mesure, ses bandes sombres. Jupiter reçoit, en moyenne, environ 3,4 fois le rayonnement solaire par mètre carré que Saturne. Pour ajouter à cela, il pourrait y avoir un mélange atmosphérique plus étendu que Saturne et plus de composés organiques dans sa haute atmosphère, qui, combinés aux rayons UV, pourraient bien jouer un rôle dans les lignes plus sombres de Jupiter.