Saturn’s Strange Hot Spot Explained 土星の奇妙なホットスポットの説明 by Wal Thornhill

Saturn’s Strange Hot Spot Explained 
土星の奇妙なホットスポットの説明

by Wal Thornhill | February 5, 2005 10:48 am

２０４＊

 ［Mosaic false-color image of thermal heat emission from Saturn and its rings taken on February 4, 2004, with the Keck I telescope at 17.65-micron wavelength. ］
［土星とその環からの熱放出のモザイク擬似カラー画像。2004 年 2 月 4 日にケック I 望遠鏡で 17.65 ミクロンの波長で撮影。  ］

This wavelength is sensitive to temperatures in Saturn's upper troposphere. 
この波長は土星の対流圏上部の温度に敏感です。

The black square at 4-o'clock represents missing data. 
4 時の位置にある黒い四角は欠落データを表します。

［Image credit: W. M. Keck Observatory/NASA/JPL-G. Orton.］

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The following excerpt is from the Keck Observatory News[1]:
以下の抜粋は ケック天文台ニュース[1] からの抜粋です：

MAUNA KEA (February 4, 2005) Astronomers using the Keck I telescope in Hawaii are learning much more about a strange, thermal “hot spot” on Saturn that is located at the tip of the planet’s south pole. 
マウナケア (2005 年 2 月 4 日) ハワイのケック I 望遠鏡を使用している天文学者たちは、土星の南極の先端に位置する土星の奇妙な熱「ホット スポット」についてさらに詳しく学んでいます。

In what the team is calling the sharpest thermal views of Saturn ever taken from the ground, the new set of infrared images suggest a warm polar vortex at Saturn’s south pole 
— the first to ever be discovered in the solar system. 
研究チームがこれまで地上から撮影した中で最も鮮明な土星の熱画像と呼んでいるこの新しい赤外線画像セットは、土星の南極に暖かい極渦があることを示唆している
—太陽系で初めて発見されたもの。

This warm polar cap is home to a distinct compact hot spot, believed to contain the highest measured temperatures on Saturn. 
この暖かい極冠には、明確なコンパクトなホット スポットがあり、土星で測定された最高温度が含まれていると考えられています。

A paper announcing the results appears in the Feb. 4th issue of “Science.”
この結果を発表した論文は『サイエンス』2月4日号に掲載される。

A “polar vortex” is a persistent, large-scale weather pattern, likened to a jet stream on Earth that occurs in the upper atmosphere. 
「極渦」とは、持続的かつ大規模な気象パターンであり、大気上層で発生する地球上のジェット気流にたとえられます。

On Earth, the Arctic Polar Vortex is typically located over eastern North America in Canada and plunges cold artic air to the Northern Plains in the United States. 
地球上では、北極の極渦は通常、カナダの北アメリカ東部上空に位置し、冷たい北極の空気を米国の北部平原に注ぎ込みます。

Earth’s Antarctic Polar Vortex, centered over Antarctica, is responsible for trapping air and creating unusual chemistry, such as the effects that create the “ozone hole.” 
南極を中心とする地球の南極極渦は、空気を閉じ込め、「オゾンホール」を生み出す影響などの異常な化学反応を引き起こす原因となっています。

Polar vortices are found on Earth, Jupiter, Mars and Venus, and are colder than their surroundings. 
極渦は地球、木星、火星、金星にあり、周囲よりも低温です。

But new images from the W. M. Keck Observatory show the first evidence of a polar vortex at much warmer temperatures. 
しかし、W.M.ケック天文台からの新しい画像は、はるかに暖かい温度での極渦の最初の証拠を示しています。

And the warmer, compact region at the pole itself is quite unusual.
そして、極の暖かくてコンパクトな地域自体は非常に珍しいものです。

“There is nothing like this compact warm cap in the Earth’s atmosphere,” said Dr. Glenn S. Orton, of the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena and lead author of the paper describing the results. 
「地球の大気圏には、このコンパクトな暖かい帽子のようなものはありません。」
パサデナのジェット推進研究所のグレン・S・オートン博士は結果の説明を、こう述べた。

“Meteorologists have detected sudden warming of the pole, but on Earth this effect is very short-term. 
This phenomenon on Saturn is longer-lived because we’ve been seeing hints of it in our data for at least two years.”
「気象学者は極地の突然の温暖化を検出しましたが、地球上ではこの影響は非常に短期間です。
土星のこの現象は、少なくとも 2 年間データでその兆候が見られてきたため、より長く続きます。」

The puzzle isn’t that Saturn’s south pole is warm; 
after all, it has been exposed to 15 years of continuous sunlight, having just reached its summer Solstice in late 2002. 
謎は、土星の南極が暖かいということではありません：
結局のところ、2002 年後半に夏至を迎えたばかりで、15 年間継続的に太陽光にさらされてきたのです。

But both the distinct boundary of a warm polar vortex some 30 degrees latitude from the southern pole and a very hot “tip” right at the pole were completely unexpected.
しかし、南極から緯度約 30 度にある暖かい極渦の明確な境界と、極点のすぐ近くにある非常に熱い「先端」の両方が完全に予想外でした。

‘If the increased southern temperatures are solely the result of seasonality, then the temperature should increase gradually with increasing latitude, but it doesn’t,’ added Dr. Orton. 
「南部の気温上昇が単に季節性の結果であるならば、気温は緯度が上がるにつれて徐々に上昇するはずですが、実際はそうではありません」とオートン博士は付け加えた。

‘We see that the temperature increases abruptly by several degrees near 70 degrees south and again at 87 degrees south.’
「南緯 70 度付近で気温が数度急激に上昇し、南緯 87 度で再び上昇することがわかります。」

The abrupt temperature changes may be caused by a concentration of sunlight-absorbing particulates in the upper atmosphere which trap in heat at the stratosphere. 
急激な温度変化は、成層圏で熱を閉じ込める上層大気中の太陽光を吸収する微粒子の集中によって引き起こされる可能性がある。

This theory explains why the hot spot appears dark in visible light and contains the highest measured temperatures on the planet. 
この理論は、ホット スポットが可視光では暗く見え、地球上で最も高い測定温度が存在する理由を説明します。

However, this alone does not explain why the particles themselves are constrained to the general southern part of Saturn and particularly to a compact area near the tip of Saturn’s south pole. 
しかしながら、これだけでは、なぜ粒子自体が土星の南側全体、特に土星の南極の先端近くの狭い領域に限定されているのか説明できません。

Forced downwelling of relatively dry air would explain this effect, which is consistent with other observations taken of the tropospheric clouds, but more observations are needed.
比較的乾燥した空気の強制的なダウンウェルがこの影響を説明する可能性があり、これは対流圏雲について行われた他の観測結果と一致していますが、さらなる観測が必要です。

More details may be forthcoming from an infrared spectrometer on the joint NASA/ESA Cassini mission which is currently orbiting Saturn. 
さらなる詳細は、現在土星を周回しているNASA/ESA共同カッシーニミッションの赤外線分光計から得られるかもしれない。

The Composite Infrared Spectrometer (CIRS) measures continuous spectral information spanning the same wavelengths as the Keck observations, but the two experiments are expected to complement each other. 
複合赤外分光計 (CIRS) は、ケック観測と同じ波長にわたる連続スペクトル情報を測定しますが、2 つの実験は相互に補完すると期待されています。

Between March and May in 2005, the CIRS instrument on Cassini will be able to look at the south polar region in detail for the first time. 
2005 年の 3 月から 5 月にかけて、カッシーニの CIRS 機器は初めて南極地域を詳細に観察できるようになります。

The discovery of the hot spot at Saturn’s south pole has prompted the CIRS science team, one of whom is Dr. Orton, to spend more time looking at this area.
土星の南極にホットスポットが発見されたことにより、オートン博士を含むCIRS科学チームは、この領域の調査により多くの時間を費やすことになった。

“One of the obvious questions is whether Saturn’s north pole is anomalously cold and whether a cold polar vortex has been established there,” added Dr. Orton.
「明らかな疑問の一つは、土星の北極が異常に寒いのかどうか、そしてそこに冷たい極渦が確立されているのかどうかということです」とオートン博士は付け加えた。

 “This is a question that can only be answered by the Cassini’s CIRS experiment in the near term, as this region can not be seen from Earth using ground-based instruments.”
「この領域は地上の機器を使用して地球から見ることができないため、これは近い将来にカッシーニのCIRS実験によってのみ答えられる質問です。」
 
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Comment: 
コメント：

The report states the “warm polar vortex at Saturn’s south pole is the first to ever be discovered in the solar system.” 
報告書は、「土星の南極にある暖かい極渦が太陽系で初めて発見された」と述べている。

Keck researchers don’t seem to have done their homework. Or maybe things that can’t be explained get forgotten! 
ケックの研究者たちは下調べをしていないようだ。 あるいは、説明できないことは忘れられてしまうのかもしれません！

Saturn’s “warm polar vortex” is NOT “the first to ever be discovered.” 
土星の「暖かい極渦」は「史上初めて発見された」ものではありません。

The Pioneer Venus Orbiter (PVO) discovered a warm “giant vortex of surprisingly complex structure and behaviour located in the middle atmosphere at the north pole of the planet, with a similar feature presumed to exist at the south pole also.”*
パイオニア金星探査機 (PVO) は、暖かい「惑星の北極の中大気中に位置する、驚くほど複雑な構造と挙動をもつ巨大な渦であり、同様の特徴が南極にも存在すると推定されている」ことを発見していました*。
２０５＊

 The above diagram shows the main characteristics of the Venusian polar dipole. 
上の図は、金星の極の双極子の主な特徴を示しています。

The diameter of the collar is about 5000 km and the temperature contrast between the hottest part of the chevron and the coldest part of the collar is about 45 K. 
首輪の直径は約 5000 km、山形の最も熱い部分と最も冷たい部分の温度コントラストは約 45 K です。

［Credit: F. W. Taylor. Composite image: W. Thornhill.］

Just as was found in the very hot “tip” at the pole on Saturn, the polar vortex on Venus is the hottest spot in the planet’s upper atmosphere!
土星の極の非常に熱い「先端」で発見されたのと同じように、金星の極渦は、惑星の上層大気で最も熱い場所です。
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Professor Fred Taylor of the of the University of Oxford Atmospheric, Oceanic and Planetary Physics Department wrote about the Venusian polar vortex:
オックスフォード大学大気海洋惑星物理学科のフレッド・テイラー教授は、金星の極渦について次のように書いています：

“the absence of viable theories which can be tested, or in this case any theory at all, leaves us uncomfortably in doubt as to our basic ability to understand even gross features of planetary atmospheric circulations.”*
「検証できる実行可能な理論が存在しないこと、あるいはこの場合は理論が存在しないことにより、惑星の大気循環の全体的な特徴さえも理解する基本的な能力について、私たちに不快な疑問が残されています。」
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This situation will not be changed until the electrical nature of the universe is acknowledged and scientists studying the solar system and deep space are appropriately trained. 
この状況は、宇宙の電気的性質が認識され、太陽系と深宇宙を研究する科学者が適切な訓練を受けるまでは変わらないだろう。

The Venusian polar dipole is immediately recognizable to a plasma cosmologist. 
金星の極双極子は、プラズマ宇宙学者にはすぐに認識できます。

But plasma cosmology is a paradigm only recently recognized by the electrical engineering fraternity of the IEEE. 
しかし、プラズマ宇宙論は、IEEE の電気工学友愛団体によって最近になって認識されたパラダイムです。

No university on Earth presents a course in the subject. 
地球上にこの分野のコースを設けている大学はありません。

Metaphysics is preferred in cosmology over sound engineering principles.
宇宙論では、健全な工学原理よりも形而上学が好まれます。

The ELECTRIC UNIVERSE® takes plasma cosmology a step further in proposing that a star is primarily an electrical phenomenon, forming a focus within a galactic “glow discharge.” 
エレクトリック・ユニバース® は、プラズマ宇宙論をさらに一歩進めて、恒星は主に電気現象であり、銀河の「グロー放電」内に焦点を形成すると提案しています。

Planets are minor “electrodes” within a stellar discharge envelope. 
惑星は、恒星の放電エンベロープ内の小さな「電極」です。

The electrical energy is delivered to stars and planets in the manner of a simple Faraday motor.
電気エネルギーは、単純なファラデー モーターの方法で恒星達や惑星に供給されます。

２０６＊

 ［Schematic of the Faraday motor effect upon a planet (or star).］
［惑星 (または恒星) に対するファラデー モーターの影響の概略図。］

The electromotive power is deposited mostly in the upper atmosphere at mid to low latitudes and gives rise to its “super rotation.” 
起電力は主に中低緯度の上層大気中に蓄積され、その「スーパーローテーション」を引き起こします。

That is, the atmosphere races around the planet faster than the planet turns. 
つまり、大気は惑星の回転よりも速く地球の周りを回転します。

It is a phenomenon observed on Venus and Titan and remains unexplained by the usual atmospheric physics, which relies mainly on solar heating. 
これは金星とタイタンで観察される現象であり、主に太陽加熱に依存する通常の大気物理学ではまだ説明されていません。

It is the cause of the phenomenal winds on the gas giant planets in the outer solar system, where solar heating is minimal. 
これは、太陽加熱が最小限に抑えられる太陽系外縁部の巨大ガス惑星に驚異的な風の原因となっています。

It has implications for the jet streams and weather patterns on Earth as well.
それは地球上のジェット気流や気象パターンにも同様に影響を及ぼします。

It is obvious, looking at the diagram, that there is a concentrated current flow at the planet’s poles. 
この図を見ると、惑星の極に集中した電流が流れていることが明らかです。

Plasma cosmologists explain that electric current is transferred over vast distances in space by cosmic current filaments. 
プラズマ宇宙学者は、電流は宇宙電流フィラメントによって宇宙の長距離を移動すると説明しています。

And the filaments tend to organize into “twisted pairs” according to the Biot-Savart force law. 
そしてフィラメントは、ビオ・サバールの力の法則に従って「ツイストペア」を形成する傾向があります。

It is known as the principle of “doubleness” in current-conducting plasmas. 
これは、電流が流れるプラズマにおける「二重性」の原理として知られています。

It is intuitively pleasing to see that Nature uses this (well-known to electrical engineers) twisted pair arrangement of conductors to minimize losses. Such filament pairs are called “Birkeland currents.”
自然がこの (電気技術者にはよく知られている) 導体のツイストペア配置を使用して損失を最小限に抑えていることは、直感的に喜ばしいことです。 このようなフィラメントのペアは「バークランド電流」と呼ばれます。

So we should expect to see evidence of the twisted pair configuration at the poles of Venus, if the input current is sufficiently strong and this model is correct. 
したがって、入力電流が十分に強く、このモデルが正しければ、金星の極でツイストペア構成の証拠が見られることが期待できるはずです。

And that is precisely what was discovered. 
そしてそれがまさに発見されたことなのです。

The two hot spots are the footprints of cosmic Birkeland currents. 
2つのホット・スポットは、宇宙のバークランド電流の足跡です。

The Venusian polar dipole shows the precise configuration and motion of Birkeland current pairs in plasma discharge experiments. 
金星の極の双極子は、プラズマ放電実験におけるバークランド電流対の正確な構成と運動を示します。

That includes a surrounding spiral vortex.
これには周囲の螺旋渦も含まれます。

The enhanced infrared emission from the polar dipole is due to the dissipation of electrical energy in the upper atmosphere of Venus. 
極の双極子からの赤外線放射の増強は、金星の上層大気における電気エネルギーの散逸によるものです。

The polar dipole has a variable rotation rate and it varies the position of its axis of rotation with respect to that of the planet. 
極の双極子の回転速度は可変であり、惑星の回転軸に対する回転軸の位置が変化します。

It was observed to move 500 km from the Venusian pole in less than a day and return just as quickly. 
金星極から1日以内に500km移動し、同じくらい早く戻ってくることが観察されました。

The variable nature of the electrical input to Venus via the Sun and the snaking about of the Birkeland currents explain both these characteristics.
太陽を介して金星に入力される電気入力の変動性とバークランド電流の蛇行により、これらの両方の特性が説明されます。

Of particular interest are the linear filaments sometimes seen connecting the opposite sides of the hot spots. 
特に興味深いのは、ホット・スポットの反対側を接続している線状フィラメントが時々見られることです。

Taylor writes:
テイラーはこう書いています：

“It is virtually impossible, even with complete license, to begin to speculate in any detail as to what mechanism could give rise to such a curious effect.”
「たとえ完全なライセンスを持っていたとしても、どのようなメカニズムがこのような奇妙な効果を引き起こすのかについて詳細に推測し始めることは事実上不可能です。」

The answer, in the ELECTRIC UNIVERSE® model is simple. 
エレクトリック・ユニバース® モデルにおける答えは簡単です。

They are a feature seen in simulations of the behavior between two interacting Birkeland current filaments where plasma becomes trapped in the elliptical core between them.**
これらは、相互作用する 2 つのバークランド電流フィラメント間の挙動のシミュレーションで見られる特徴であり、プラズマがそれらの間の楕円コアに閉じ込められます。**

〈Spiral galaxies are the grandest cosmic plasma discharge phenomena in the universe. The Venusian polar dipole exhibits the morphology of the early stages of development of a spiral galaxy from the interaction of two intergalactic Birkeland current streams. 〉
〈渦巻銀河は、宇宙で最も壮大な宇宙プラズマ放電現象です。 金星の極双極子は、2つの銀河間バークランド電流の相互作用から生じる渦巻銀河の発達の初期段階の形態を示します。  〉

And that includes a filamentary connection between the two current “hot spots” in the manner observed on Venus. 
そしてそれには、金星で観察されたような、現在の2つの「ホット・スポット」間のフィラメント状の接続が含まれています。

The enormous scalability of plasma phenomena allow for such a comparison.
プラズマ現象の膨大な拡張性により、このような比較が可能になります。

［* F. W. Taylor, “The Venusian Polar Dipole,” Middle Atmosphere of Venus, Akademie-Verlag Berlin, 1990, pp. 93-7.
See also: www.pparc.ac.uk/frontiers/pdf/19F1.pdf[2]
Professor F. W. Taylor is Halley Professor of Physics at Oxford University.
** Anthony L Peratt, “Physics of the Plasma Universe,” Springer-Verlag, 1991.］
 
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Returning to Saturn’s polar very hot “tip”, it should be found on closer inspection to exhibit a similar structure to the Venusian polar dipole. 
土星の極の非常に熱い「先端」に戻ると、よく観察すると、金星の極双極子と同様の構造を示していることがわかるはずです。

Its compactness is due to the electromagnetic pinch effect where it enters Saturn’s atmosphere. 
そのコンパクトさは、土星の大気圏に突入する際の電磁ピンチ効果によるものです。

The hot spot’s behavior should be variable like that on Venus and correlated with the appearance of Saturn’s ring spokes, which are a visible manifestation of a heightened equatorial discharge in that part of Saturn’s Faraday motor circuit. 
ホットスポットの挙動は金星の場合と同様に変化し、土星のリングスポークの外観と相関関係があるはずです、これは、土星のファラデーモーター回路のその部分における赤道放電の増大を目に見える形で示しています。

The ELECTRIC UNIVERSE® also predicts, experimentum crucis, that BOTH poles should be hot, not one hot and the other cold.
エレクトリック・ユニバース® は、実験的に、一方が熱くてもう一方が冷たいのではなく、両方の極が高温になるはずであると予測しています。

Similarly, I expect Titan to exhibit polar hot spots because its electrical response to its environment is very active and similar to that of Venus – as mentioned earlier, Titan’s atmosphere super rotates.
同様に、私はタイタンが極ホット・スポットを示すと予想しています、その理由は、環境に対するタイタンの電気的反応が非常に活発で、金星のそれに似ているためです
――前述したように、タイタンの大気は超回転します。

Electrically hyperactive Venus and Titan are both recent children of Saturn, carrying some of their parents’ excess charge.
電気的に過活動なヴィーナスとタイタンはどちらも土星の最近の子供であり、両親の過剰な電荷の一部を持っています。

〈Verification of any of these predictions should serve notice that plasma cosmology and the electric model of stars is the cosmology of the future.〉
〈これらの予測の検証により、プラズマ宇宙論と恒星電気モデルが未来の宇宙論であることに気づくはずです。〉

Wal Thornhill
ウォル・ソーンヒル

Endnotes:
1.    Keck Observatory News: http://www2.keck.hawaii.edu/news/science/saturn/index.html
2.    www.pparc.ac.uk/frontiers/pdf/19F1.pdf: http://www.pparc.ac.uk/frontiers/pdf/19F1.pdf
Source URL: https://www.holoscience.com/wp/saturns-strange-hot-spot-explained/
 
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