هر سیاره در منظومه شمسی به مدت زمان مشخصی برای طی کردن یک چرخش کامل به دور خورشید نیاز دارد. در این مقاله به سراغ زیباترین سیاره منظومه خودمان می رویم تا متوجه شویم گردش زحل به دور خورشید چند سال طول می کشد.
در اینجا روی زمین یک چرخش کامل یا دوره ای که ما از آن به عنوان یک سال یاد می کنیم؛ ، ۳۶۵.۲۵ روز طول می کشد. وقتی نوبت به سایر سیارات می رسد، از این اندازه گیری برای توصیف دوره های مداری آنها استفاده می کنیم. در واقع بسته به فاصله هر سیاره از خورشید، یک سال می تواند مدت زمان زیادی طول بکشد!
زحل را در نظر بگیرید که در فاصله ای حدود ۹.۵ واحد نجومی – یعنی نه و نیم برابر فاصله زمین از خورشید – به دور خورشید می گردد. به همین دلیل، سرعت گردش آن نیز به میزان قابل توجهی کندتر است. در نتیجه، یک سال در زحل به طور متوسط حدود بیست و نه سال و نیم طول می کشد و در طی این زمان، تغییرات جالبی برای سیستم های آب و هوایی سیاره رخ می دهد.
دوره مداری سیاره زحل
برای اینکه بدانیم گردش زحل به دور خورشید چند سال طول می کشد، در ابتدا باید با ویژگی های دوره مداری این سیاره آشنا شویم. زحل در فاصله متوسط (نیمه محور اصلی) ۱.۴۲۹ میلیارد کیلومتر به دور خورشید می گردد. از آنجایی که مدار آن بیضوی است فاصله آن از خورشید از ۱.۳۵ میلیارد کیلومتر در نزدیکترین حالت تا ۱.۵۰۹ میلیارد کیلومتر در دورترین حالت متغیر است.
با میانگین سرعت مداری ۹.۶۹ کیلومتر بر ثانیه، یک چرخش کامل زحل به دور خورشید ۲۹.۴۵۷ سال زمینی (یا ۱۰۷۵۹ روز زمینی) طول می کشد. با این حال، طول یک شبانه روز در زحل کمی بیش از ۱۰ ساعت و نیم (۱۰ ساعت و ۳۳ دقیقه) است.
به همین دلیل است که آنچه ما از حلقه های زحل برروی زمین می بینیم، در طول زمان تغییر می کند. در بخشی از مدارش، حلقه‌های زحل در عریض‌ترین نقطه خود دیده می‌شوند اما همانطور که به حرکت در مدار خود به دور خورشید ادامه می‌دهد، زاویه حلقه‌های زحل نسبت به دید ماکاهش می‌یابد تا زمانی که از دید ما کاملاً ناپدید شوند. پس از گذشت چند سال، زاویه دید ما در جهت مناسبی قرار می گیرد و سیستم حلقه این سیاره دوباره قابل مشاهده می شود.
تغییر فصول در زحل
نیمکره شمالی زحل بیشتر از نیمکره جنوبی تابش خورشید را دریافت می کند. این تفاوت سیستم‌های طوفانی را ایجاد می‌کند که بسته به اینکه زحل در کدام بخش از مدارش قرار دارد، به‌طور چشمگیری تغییر می‌کنند.
بادهای اتمسفر در جو فوقانی زحل می توانند به سرعت ۵۰۰ متر در ثانیه (۱۶۰۰ فوت در ثانیه) در اطراف منطقه استوایی برسند. گاهی اوقات، اتمسفر این سیاره دارای لکه های بیضی شکل با عمر طولانی است؛ شبیه به آنچه که معمولاً در مشتری مشاهده می‌شود که شناخته شده ترین آن به لکه قرمز معروف است.
از سال ۲۰۱۰، نوار بزرگی از ابرهای سفید به نام اختلال الکترواستاتیک شمالی توسط کاوشگر فضایی کاسینی مشاهده شد. با توجه به ماهیت دوره ای این طوفان ها، انتظار می رود که طوفان دیگری در سال ۲۰۲۰ اتفاق بیفتد که مصادف با تابستان آینده در نیمکره شمالی زحل است.
تغییرات فصلی بر الگوهای آب و هوایی بسیار بزرگی که در اطراف مناطق قطبی شمالی و جنوبی زحل وجود دارد، تأثیر می گذارد. در قطب شمال، یک الگوی موج شش ضلعی با قطر ۳۰۰۰۰ کیلومتر و طول ضلع ۱۳۸۰۰ کیلومتر دیده می شود. این طوفان پایدار می تواند به سرعتی در حدود ۳۲۲ کیلومتر در ساعت برسد.
به لطف تصاویر گرفته شده توسط کاوشگر کاسینی بین سال‌های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۶، به نظر می‌رسد که این طوفان دچار تغییرات رنگی (از مه آبی مایل به قهوه‌ای طلایی) می‌شود که همزمان با نزدیک شدن به انقلاب تابستانی است. این امر به افزایش تولید مه های فتوشیمیایی در جو نسبت داده شد که به دلیل افزایش قرار گرفتن در معرض نور خورشید است.
در نیمکره جنوبی نیز تصاویر به دست آمده توسط تلسکوپ فضایی هابل وجود جریان جت بزرگ را نشان می دهد. این طوفان شبیه یک طوفان از مدار دارای یک دیواره چشمی کاملاً مشخص است و می تواند به سرعت ۵۵۰ کیلومتر در ساعت برسد. دقیقاً مانند طوفان شش ضلعی شمالی، جریان جت جنوبی در نتیجه قرار گرفتن در معرض بیشتر نور خورشید دچار تغییراتی می شود.
