Por que as bandas de Saturno são muito mais fracas que as de Júpiter?

A composição atmosférica de ambos os planetas é muito semelhante. Então, por que as bandas de Júpiter são mais visíveis (cinturão equatorial norte e sul etc.):

Enquanto Saturno não é:

(exceto a tempestade, é claro)

Vou dar uma chance a este. Correção é bem vinda.

Temperatura da atmosfera superior.

Não são apenas os elementos que dão cor ao planeta, mas a temperatura dos elementos. Quando examinamos a aparência de um planeta, estamos basicamente falando sobre a luz solar refletida da superfície ou atmosfera do planeta. Com a Terra, sua atmosfera é transparente o suficiente para que sua superfície possa ser vista do espaço. No entanto, é o único planeta do Sistema Solar onde é esse o caso. Os outros planetas têm atmosferas espessas, então tudo o que vemos são basicamente nuvens de alta altitude.

Além disso, pelo que entendi, as imagens dos planetas costumam ser aprimoradas para tornar as distinções mais aparentes. Portanto, se você realmente voou acima de Júpiter, suas linhas podem não ser tão distintas quanto as belas imagens que você normalmente encontra na web. Independentemente disso, isso não muda sua pergunta; suas linhas ainda são distantes, muito mais distintas do que as de Saturno e o Galileo conseguiu ver sua mancha vermelha, então acho que é seguro dizer que suas linhas são pronunciadas, mesmo que as imagens que obtivermos sejam minuciosas.

De qualquer forma, Júpiter está à distância certa do Sol para passar pela transição atmosférica do gelo para o gás. Como a Wikipedia coloca,

As nuvens de amônia superior visíveis na superfície de Júpiter estão organizadas em uma dúzia de bandas zonais paralelas ao equador e são delimitadas por poderosos fluxos atmosféricos zonais (ventos) conhecidos como jatos. As faixas alternam em cores: as faixas escuras são chamadas de cintos, enquanto as claras são chamadas de zonas. As zonas, mais frias que as correias, correspondem a afloramentos, enquanto as correias marcam o ar descendente. Acredita-se que a cor mais clara das zonas resulte do gelo de amônia; o que dá aos cintos suas cores mais escuras não é conhecido com certeza

O gelo de amônia, como todo gelo, é muito reflexivo; portanto, as faixas mais frias do gelo são mais leves. O gás de amônia é transparente , mas quem já voou sobre o oceano sabe que, se você tem uma coisa transparente (água), ela tem uma cor distinta. Enquanto a citação da Wikipedia acima diz que o motivo das cores mais escuras é incerto, menos gelo em sua atmosfera mais alta significa menos luz refletida e cores mais escuras.

Saturno, Netuno e Urano estão longe o suficiente do Sol, onde sempre têm gelo na maioria das atmosferas, de modo que têm menos variação de cor. As nuvens da Terra também são principalmente gelo (não vapor de água), então essa é basicamente a resposta. Júpiter é a distância certa do Sol para a sua atmosfera superior fazer a transição e ter faixas distintas, algumas com gelo, outras sem.

"Mas por que as bandas estão em linhas retas?"

Isto é devido ao efeito Coriolis . Visto de cima, o efeito Coriolis cria bandas alinhadas com o equador. Júpiter e Saturno giram bastante rapidamente (9,5 e 10,8 horas, respectivamente), portanto, ambos têm fortes efeitos Coriolis.

A atmosfera de Júpiter não está apenas se movendo ao longo dessas linhas visíveis; está circulando das partes mais quentes da atmosfera para partes mais altas por convecção. Isso ocorre porque há muito calor a ser transferido. Júpiter (junto com Saturno, Urano e Netuno) está irradiando mais calor para o espaço do que está recebendo do Sol, portanto, embora o calor do Sol tenha um papel importante em não congelar a atmosfera superior de Júpiter sobre faixas mais quentes, é o efeito Coriolis que cria as bandas.

Saturno também tem bandas (como você sabe). Eles não são tão visíveis porque as faixas quentes e frias de Saturno são geladas. Veja artigos aqui e aqui e artigo com imagens em cores falsas aqui , creditando as cores de Saturno ao gelo de amônia.

Portanto, para formar bandas, tudo o que você precisa é de rotação relativamente rápida. Mas para bandas altamente visíveis, o planeta gigante gasoso precisa estar à distância certa do Sol e / ou ter a quantidade certa de calor interno. É tudo sobre a temperatura.

Sinto que preciso pontuar isso com um "provavelmente", porque não posso jurar que Saturno tem gelo de amônia em toda a sua atmosfera superior, mas tenho certeza de que essa é a principal diferença entre a aparência mais uniforme de Saturno (Urano e Urano). Netuno também). É principalmente a amônia que dá a esses planetas sua cor, embora Saturno e Júpiter sejam 99% de hidrogênio e hélio. Moléculas de gás retas (O2, N2, H2) e gases nobres tendem a ter muito pouca interação com a luz visível.

Aqui está um artigo divertido sobre a cor do planeta gigante gasoso. A ciência do que dá a uma atmosfera uma cor específica, no entanto, é bastante complexa e está acima da minha remuneração. Além disso, também achei este artigo interessante, embora não possa jurar a precisão dele. Saturno irradia uma quantidade surpreendente de calor, uma vez que é 1/3 da massa de Júpiter.

Por fim, este pode fornecer uma imagem mais precisa, mas menos sexy, de Saturno do que estamos acostumados a ver.

Nota final, sobre as manchas escuras de Júpiter e faixas escuras. A Wikipedia disse que o motivo da escuridão é desconhecido (como citado acima). Embora eu ache que a falta de gelo atmosférico de amônia faça parte da resposta, aqui está uma explicação alternativa para a mancha vermelha escura de Júpiter e (talvez) até certo ponto, suas faixas escuras. Júpiter recebe, em média, cerca de 3,4 vezes a radiação solar por metro quadrado que Saturno. Para adicionar a isso, pode haver uma mistura atmosférica mais extensa do que Saturno e mais compostos orgânicos em sua atmosfera superior, que, combinados com os raios UV, também podem desempenhar um papel nas linhas mais escuras de Júpiter.