Ročné obdobia na Zemi, Marse aj inde: čo ich spôsobuje a prečo sa menia

Ročné obdobia nepatria len Zemi. Aj iné svety v slnečnej sústave – a zrejme aj planéty pri iných hviezdach – môžu prechádzať vlastnými „sezónami“, hoci ich priebeh môže byť veľmi odlišný od toho, na čo sme zvyknutí. NASA v texte Helio and You vysvetľuje, že kľúčom je najmä vzťah medzi Slnkom, obežnou dráhou a osou rotácie planéty.

Snímka zobrazuje: Helio and You: Seasons on Earth, Mars, and Beyond.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Na Zemi vznikajú štyri ročné obdobia preto, že os rotácie je naklonená približne o 23 stupňov. Keď je jedna pologuľa naklonená k Slnku, dostáva viac svetla a nastáva leto; keď je od Slnka odklonená, prichádza zima. Jar a jeseň sú prechodné fázy, keď je osvetlenie oboch hemisfér vyrovnanejšie. Tento sklon zároveň vysvetľuje aj extrémy, ako sú takmer nepretržité dni a noci v oblastiach ďaleko od rovníka.

Slnko má podľa NASA svoje vlastné „sezóny“ tiež, no nesúvisia so sklonom osi. V tomto prípade ide najmä o približne 11-ročný slnečný cyklus, počas ktorého sa mení počet slnečných škvŕn a celková aktivita hviezdy. Misie ako SDO a SOHO sledujú magnetické pole Slnka, jeho korónu, vnútro aj javy ako erupcie, výrony koronálnej hmoty a slnečný vietor. Parker Solar Probe zase priniesla údaje z blízkeho okolia koróny a pomohla lepšie pochopiť prostredie, ktoré ovplyvňuje aj Zem.

Mars ukazuje, že podobný princíp nemusí viesť k rovnakému výsledku. Má sklon osi veľmi blízky Zemi, takže aj tam existujú štyri ročné obdobia. Lenže jeho dráha je výraznejšie eliptická, a preto jednotlivé obdobia netrvajú rovnako dlho. NASA uvádza, že severná jar na Marse trvá 194 solov, zatiaľ čo severná jeseň len asi 142 solov. Mars má aj vlastnú „prašnú sezónu“: keď je bližšie k Slnku, jeho riedka atmosféra sa prehrieva nerovnomerne, vznikajú silné výstupné prúdy a do ovzdušia sa dostáva veľa prachu. To môže komplikovať prácu povrchových misií, ktoré sa spoliehajú na solárnu energiu.

Význam takýchto pozorovaní presahuje samotný opis počasia na iných svetoch. Sezónnosť je totiž oknom do toho, ako planéta prijíma a rozvádza energiu, akú má atmosféru a ako sa správa jej povrch. V planetárnej vede je to dôležité aj preto, že podobné mechanizmy môžu ovplyvňovať podmienky pre sondy, dlhodobé pozorovania aj interpretáciu dát z exoplanét. NASA v texte pripomína, že sezóny môžu byť veľmi rôznorodé – od Saturnu cez Urán až po planéty pri iných hviezdach.

Prečo vôbec vznikajú ročné obdobia

Ročné obdobia sú v jadre dôsledkom geometrie. Ak je os rotácie planéty naklonená, počas obehu okolo hviezdy sa mení uhol, pod ktorým na jednotlivé hemisféry dopadá žiarenie. To ovplyvňuje dĺžku dňa, výšku Slnka nad obzorom aj množstvo energie, ktoré sa do povrchu a atmosféry dostane. V bežnej planetárnej fyzike je to jeden z najzákladnejších dôvodov, prečo sa klíma počas roka mení.

Snímka zobrazuje: Two views of Jupiter appear side-by-side for comparison. At the top, left corner of the left image is the label Jupiter. Centered at the bottom is.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Čo je na Marse podobné a čo úplne iné

Mars je dobrý príklad toho, že podobný sklon osi ešte neznamená rovnaké ročné obdobia. Jeho os je naklonená len o niečo viac než zemská, no rozdiel robí najmä tvar obežnej dráhy a veľmi riedka atmosféra. Preto sa sezóny na Marse nielen líšia dĺžkou, ale aj tým, ako sa v nich mení teplota a prašnosť. V tenkej atmosfére sa teplo nerozvádza tak účinne ako na Zemi, a tak môžu byť rozdiely medzi dňom a nocou veľmi výrazné.

Snímka zobrazuje: Earth’s 23 degree tilt is the reason for Earth’s seasons and Antarctica’s lack of spring and fall. The Sun is in the middle of the image and two.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Prečo sledujú Slnko misie SDO, SOHO a Parker Solar Probe

Slnko nie je len zdroj svetla a tepla, ale aj aktívny systém s premenlivým magnetickým správaním. Preto NASA sleduje jeho cyklus a súvisiace javy dlhodobo a z viacerých uhlov. Takéto dáta pomáhajú lepšie odhadovať vesmírne počasie, teda podmienky v priestore okolo Zeme, ktoré môžu ovplyvniť technológie aj pozorovania. V širšom zmysle ide o to, aby sme lepšie rozumeli hviezde, v ktorej blízkosti žijeme.

Snímka zobrazuje: NASA's Mars Global Surveyor shows that although dust storms occur year-round on Mars, they often occur in greater numbers during certain seasons.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Sezóny na obroch, ľadových svetoch a mesiacoch

Jupiter, Saturn, Urán a ďalšie telesá ukazujú, že sezónnosť nemusí vyzerať ako na Zemi. Pri plynnom obrovi Saturn vedci zaznamenali zmeny vetrov v blízkosti rovníka, ktoré sa považujú za prejav sezónnych zmien v atmosfére. Urán je zas extrémny tým, že sa prakticky kotúľa po boku: jeho os je naklonená asi o 98 stupňov. To znamená, že každý pól dostáva dlhé obdobia svetla a tmy, ktoré trvajú celé desaťročia.

Mohlo by Vás zaujímať  Ako by mohol vyzerať mimozemský život? Vedci hľadajú stopy u pozemšťanov

Snímka zobrazuje: Graphic titled “Hubble Space Telescope – Observations of Uranus,” with 16 images of Uranus, arranged in a 4 by 4 grid showing changes in appearance.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Čo ešte nevieme o sezónach mimo Zeme

Pri exoplanétach je priestor pre sezónne zmeny ešte širší, ale aj menej preskúmaný. Planéta viazaná prílivom k hviezde môže mať stále osvetlenú jednu stranu a temnú druhú, zatiaľ čo planéta s veľmi výstrednou dráhou môže zažívať prudké výkyvy v množstve prijatej energie. NASA v texte pripomína aj svety v dvojhviezdnych systémoch či mesiace s atmosférou, kde by sezónnosť mohla mať úplne iný charakter. To všetko zatiaľ zostáva najmä predmetom modelov a ďalšieho výskumu.

Snímka zobrazuje: A panel of images of Titan illustrating changing seasons.

Zdroj: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/

Zdroj: NASA Science

Pôvodný článok: https://science.nasa.gov/helio-and-you-seasons-on-earth-mars-and-beyond/