Astronomové našli u jižního pólu Saturnu desetiúhelníkovou vlnu v atmosféře

Kolem jižního pólu Saturnu se táhne obří atmosférická vlna, jejíž hřebeny tvoří pravidelný desetiúhelník. Popsal ji mezinárodní tým vedený Agustínem Sánchezem-Lavegou z Univerzity Baskicka ve studii, kterou 2. září 2026 otiskl časopis Science Advances. Téhož dne o nálezu vydaly zprávu NASA i ESA, které Hubbleův dalekohled provozují společně.

Severní šestiúhelník drží čtyři desítky let

Kolem severního pólu Saturnu leží stálá šestiúhelníková vlna se středem poblíž 78,5 stupně severní šířky. Objevila se na snímcích z průletů sond Voyager v letech 1980 a 1981 a od té doby ji sledovaly pozemní dalekohledy, Hubble i sonda Cassini, takže její doložená životnost přesahuje 44 let. Sedí na tryskovém proudu mířícím k východu rychlostí kolem 100 m/s a vůči soustavě III, tedy vůči rotaci rádiového signálu planety, zůstává skoro nehybná.

Jižní polokoule má dva obdobné podpolární tryskové proudy, na 60 a 73,6 stupni jižní šířky, takže se protějšek dal čekat. Nikdo ho ale nepopsal; Cassini v roce 2004 zahlédla jen krátkodobý útržek mnohoúhelníku.

Jedenáct let mimo dohled ze Země

Za tím tichem stojí sklon Saturnovy osy. Jižní polokoule zmizela pozemským pozorovatelům z dohledu v polovině roku 2012 a znovu se ukázala až v roce 2023. Zvlněného pásu podél jižního pólu si na pozemních snímcích všimli Sánchez-Lavega a amatérští pozorovatelé Trevor Barry a Jean-Paul Oger. Snímky pocházely z databáze Planetary Virtual Observatory Laboratory, kterou Univerzita Baskicka provozuje pro příspěvky pozorovatelů z celého světa.

Rozhodly ale až snímky Hubbla. Ten na rozdíl od pozemních přístrojů nemá mezi sebou a planetou zemskou atmosféru a zvládne odsledovat celé otáčky Saturnu. Pocházejí z programu OPAL, v jehož rámci dalekohled fotografuje vnější planety každý rok už přes deset let. V říjnu 2023 byla desetistranná struktura na 63 stupni jižní šířky patrná jen ve světle nad 600 nm, v srpnu 2024 vystoupily strany a vrcholy zřetelněji a na snímcích ze srpna a září 2025 už bylo vidět všech deset vrcholů. Stejně výrazné ovšem nejsou: tři vrcholy i s přilehlými stranami vystupují silně, čtyři slaběji a tři zůstávají rozmazané.

Vlna se plazí, proud pod ní uhání

Číselný popis útvaru dala měření z 26. června až 11. října 2025. Vlnová délka desetiúhelníku ve směru rovnoběžek vychází na 16 782 km s nejistotou 1 100 km, hřebeny a prohlubně se přitom v zeměpisné šířce rozkmitávají o 2,7 stupně, tedy o 2 645 km.

Samotný obrazec se posouvá k východu o 0,47 stupně za den, což na 63 stupni jižní šířky odpovídá rychlosti 2,5 m/s. Tryskový proud, ve kterém vlna sedí, se na 60,5 stupni jižní šířky pohybuje rychlostí 116 m/s, tedy víc než čtyřicetkrát rychleji. Jednotlivé vrcholy navíc kolem toho pomalého posunu kmitají s periodou 32,5 dne a s výchylkami od 4,6 do 8,4 stupně.

Nejde jen o kresbu v horní vrstvě mraků. Podobné zvlnění je vidět i v pásech na 53 a 58 stupni jižní šířky a v různých vlnových délkách se obrazec jeví posunutý: v červeném světle leží jeho střed na 63 stupni jižní šířky, v silném metanovém pásu na 889 nm na 60,5 stupni. Různé vlnové délky přitom prosvětlují různě vysoko položené vrstvy. Dohromady to znamená, že se útvar táhne od 53 do 66 stupně jižní šířky, tedy asi 13 000 km, a do hloubky sahá přinejmenším od tlaku 10 mbar po 2 bary.

Modely zatím rychlost netrefí

Autoři nabízejí výklad, který se pro severní šestiúhelník používá už dlouho: desetiúhelník by mohl být kvazigeostrofická Rossbyho vlna, kterou svisle drží a v zeměpisné šířce sevře zakřivení tryskového proudu. To zakřivení je tu asi osmkrát větší než změna planetární vorticity s šířkou, takže podmínky na to jsou.

Proti tomu stojí dva rozdíly. Desetiúhelník není po obvodu stejnoměrný, kdežto šestiúhelník má všechny strany i vrcholy stejně kontrastní. A hlavně: v předchozím saturnském roce tam nebyl a mezi lety 2023 a 2025 se teprve rozvíjí. Tým z toho usuzuje, že půjde spíš o nestabilitu tryskového proudu, a připouští, že útvar může být přechodný.

Ověřit to zkusil zjednodušeným modelem mělké vody ve třech variantách. Deset stejně rozmístěných poruch v trysce dá stabilní obrazec s deseti vrcholy, jenže se posouvá rychlostí 88 m/s. Sinusová vlna vložená do vrcholu proudu se rychle rozpadne na řetěz cyklon a anticyklon, který putuje rychlostí 46 m/s. Ani jedno není 2,5 m/s naměřených na obloze.

Třetí varianta počítá s anticyklonou. Kousek severně od vlny, na 55 stupni jižní šířky, leží načervenalá skvrna asi 4 000 km široká, která se posouvá rychlostí 23 m/s. Podobný útvar zahlédly Voyagery v roce 1981 a dostal přezdívku „Anne’s spot“. Vložení takové anticyklony do modelu proud rozkmitá a periodický vzor vznikne také, takže autoři nevylučují, že vlnu spustila právě ona. Napovídá tomu i to, že nejostřejší vrcholy má desetiúhelník poblíž skvrny, kdežto jeho nejrozmazanější část leží na opačné straně planety.

Co bude dál

„Nejzajímavější mi na tom přijde, že to podle všeho vzniklo teprve nedávno,“ řekla ke zprávě NASA spoluautorka práce Amy Simon z Goddardova střediska, která program OPAL vede. „Otázka je, proč se to objevilo právě teď, když jsme nic takového předtím neviděli.“

Tým chce Saturn sledovat dál a zjistit, jestli se desetiúhelník ustálí jako jeho severní protějšek, nebo se rozpadne. Kromě Hubbla k tomu má pomoct Webbův dalekohled a podrobnější vícevrstvé modely. Nabízí se přitom srovnání i mimo Saturn: polygonální uspořádání mají také polární cyklony Jupiteru za 80 stupněm šířky.