Warum sind Saturnbänder viel schwächer als die von Jupiter?

Ich werde diesem eine Chance geben. Korrektur erwünscht.

Obere Atmosphärentemperatur.

Es sind nicht nur Elemente, die einem Planeten Farbe verleihen, sondern auch die Temperatur der Elemente. Wenn wir untersuchen, wie ein Planet aussieht, sprechen wir im Grunde von reflektiertem Sonnenlicht von der Oberfläche oder Atmosphäre des Planeten. Bei der Erde ist ihre Atmosphäre transparent genug, dass ihre Oberfläche vom Weltraum aus gesehen werden kann. Es ist jedoch der einzige Planet im Sonnensystem, auf dem dies der Fall ist. Die anderen Planeten haben dicke Atmosphären, also sehen wir im Grunde nur Wolken in großer Höhe.

So wie ich es verstehe, werden die Bilder von Planeten oft verbessert, um Unterschiede deutlicher zu machen. Wenn Sie also tatsächlich über Jupiter geflogen sind, sind seine Linien möglicherweise nicht ganz so deutlich wie die hübschen Bilder, die Sie normalerweise im Internet finden. Unabhängig davon ändert das nichts an Ihrer Frage. Seine Linien sind immer noch weit, viel deutlicher als die von Saturn, und Galileo konnte seinen Roten Fleck sehen, daher kann ich mit Sicherheit sagen, dass seine Linien ausgeprägt sind, auch wenn die Bilder, die wir erhalten, ein wenig manipuliert sind.

Auf jeden Fall befindet sich Jupiter in der richtigen Entfernung von der Sonne, um einen atmosphärischen Übergang von Eis zu Gas zu durchlaufen. Wie Wikipedia es ausdrückt,

Die oberen Ammoniakwolken, die auf der Oberfläche des Jupiter sichtbar sind, sind in einem Dutzend Zonenbänder parallel zum Äquator organisiert und werden von starken zonalen atmosphärischen Strömungen (Winden), die als Jets bekannt sind, begrenzt. Die Bänder wechseln sich farblich ab: Die dunklen Bänder werden als Gürtel bezeichnet, die hellen als Zonen. Zonen, die kälter als Gürtel sind, entsprechen Auftrieben, während Gürtel absteigende Luft markieren. Es wird angenommen, dass die hellere Farbe der Zonen auf Ammoniakeis zurückzuführen ist. was den Gürteln ihre dunkleren Farben verleiht, ist nicht mit Sicherheit bekannt

Ammoniakeis ist wie alles Eis sehr reflektierend, daher sind die kälteren Bänder mit Eis heller. Ammoniakgas ist durchsichtig , aber jeder, der schon einmal über den Ozean geflogen ist, weiß, dass es, wenn man genug von einem durchsichtigen Ding (Wasser) hat, eine deutliche Farbe hat. Während das Zitat aus Wikipedia oben besagt, dass der Grund für die dunkleren Farben ungewiss ist, bedeutet weniger Eis in seiner obersten Atmosphäre weniger reflektiertes Licht und dunklere Farbe.

Saturn, Neptun und Uranus sind weit genug von der Sonne entfernt, wo sie immer Eis in ihren obersten Atmosphären haben, sodass sie weniger Farbvariationen aufweisen. Die Wolken der Erde sind auch hauptsächlich Eis (nicht Wasserdampf), also ist das im Grunde die Antwort. Jupiter hat die richtige Entfernung von der Sonne, damit seine obere Atmosphäre übergehen kann und deutliche Bänder hat, einige mit Eis, andere ohne.

"Aber warum sind die Bänder in geraden Linien?"

Dies ist auf den Coriolis-Effekt zurückzuführen . Von oben betrachtet erzeugt der Coriolis-Effekt Bänder, die am Äquator ausgerichtet sind. Jupiter und Saturn rotieren beide ziemlich schnell (9,5 bzw. 10,8 Stunden), sodass beide starke Coriolis-Effekte haben.

Jupiters Atmosphäre bewegt sich nicht nur entlang dieser sichtbaren Linien; es zirkuliert durch Konvektion von den wärmeren unteren Teilen der Atmosphäre in die höheren Teile. Dies liegt daran, dass viel Wärme übertragen werden muss. Jupiter (zusammen mit Saturn, Uranus und Neptun) strahlen alle mehr Wärme in den Weltraum ab, als sie von der Sonne erhalten. Während also die Wärme der Sonne eine Rolle dabei spielt, Jupiters obere Atmosphäre über wärmeren Bändern nicht einzufrieren, ist es der Coriolis-Effekt das schafft die Bands.

Saturn hat auch Bänder (wie Sie wissen). Sie sind nicht so sichtbar, weil sowohl die warmen Bänder als auch die kalten Bänder des Saturn eisig sind. Siehe Artikel hier und hier und Artikel mit Falschfarbenbild hier , die Saturns Farben dem Ammoniakeis zuschreiben.

Damit sich Bands bilden können, braucht man also nur eine relativ schnelle Rotation. Aber für gut sichtbare Bänder muss der Gasriesenplanet die richtige Entfernung von der Sonne haben und/oder die richtige Menge an innerer Wärme haben. Es dreht sich alles um die Temperatur.

Ich habe das Gefühl, dass ich dies mit einem "wahrscheinlich" unterstreichen muss, weil ich nicht schwören kann, dass Saturn überall in seiner oberen Atmosphäre Ammoniakeis hat, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass dies der Hauptunterschied zwischen Saturns einheitlicherem Aussehen (Uranus und Neptun auch). Es ist hauptsächlich das Ammoniak, das diesen Planeten ihre Farbe verleiht, obwohl sowohl Saturn als auch Jupiter zu 99 % aus Wasserstoff und Helium bestehen. Reine Gasmoleküle (O2, N2, H2) und Edelgase neigen dazu, sehr wenig mit sichtbarem Licht zu interagieren.

Hier ist ein lustiger Artikel über die Farbe des Gasriesenplaneten. Die Wissenschaft, was einer Atmosphäre eine bestimmte Farbe verleiht, ist jedoch ziemlich komplex und über meiner Gehaltsstufe. Auch ich fand diesen Artikel interessant, obwohl ich nicht auf die Richtigkeit schwören kann. Saturn strahlt überraschend viel Wärme aus, wenn man bedenkt, dass er 1/3 der Masse des Jupiters beträgt.

Zu guter Letzt könnte dieser ein genaueres, aber weniger sexy Bild von Saturn liefern, als wir es gewohnt sind.

Schlussbemerkung zu Jupiters dunklen Flecken und dunklen Bändern. Wikipedia sagte, der Grund für die Dunkelheit sei unbekannt (wie oben zitiert). Während ich denke, dass das Fehlen von atmosphärischem Ammoniakeis ein großer Teil der Antwort ist, ist hier eine alternative Erklärung für Jupiters dunkelroten Fleck und (vielleicht) bis zu einem gewissen Grad seine dunklen Bänder. Jupiter erhält im Durchschnitt etwa das 3,4-fache der Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter als Saturn. Hinzu kommt, dass es möglicherweise zu einer umfassenderen atmosphärischen Vermischung als bei Saturn und zu mehr organischen Verbindungen in seiner oberen Atmosphäre kommt, die in Kombination mit UV-Strahlen auch bei Jupiters dunkleren Linien eine Rolle spielen könnten.