¿Por qué las bandas de Saturno son mucho más débiles que las de Júpiter?

Le daré una oportunidad a este. La corrección es bienvenida.

Temperatura de la atmósfera superior.

No son solo los elementos los que le dan color a un planeta, sino la temperatura de los elementos. Cuando examinamos el aspecto de un planeta, básicamente estamos hablando de la luz solar reflejada en la superficie o atmósfera del planeta. Con la Tierra, su atmósfera es lo suficientemente transparente como para que su superficie se pueda ver desde el espacio. Sin embargo, es el único planeta en el Sistema Solar donde ese es el caso. Los otros planetas tienen atmósferas espesas, por lo que todo lo que vemos son básicamente nubes de gran altitud.

Además, según tengo entendido, las imágenes de los planetas a menudo se mejoran para hacer más evidentes las distinciones. Entonces, si realmente volaste sobre Júpiter, sus líneas podrían no ser tan distintas como las bonitas imágenes que normalmente encontrarás en la web. Independientemente, eso no cambia tu pregunta; sus líneas aún son mucho, mucho más distintas que las de Saturno y Galileo pudo ver su Mancha Roja, por lo que creo que es seguro decir que sus líneas son pronunciadas, incluso si las imágenes que obtenemos están un poco alteradas.

De todos modos, Júpiter está a la distancia correcta del Sol para experimentar una transición atmosférica de hielo a gas. Como dice Wikipedia ,

Las nubes de amoníaco superiores visibles en la superficie de Júpiter están organizadas en una docena de bandas zonales paralelas al ecuador y están limitadas por poderosos flujos atmosféricos zonales (vientos) conocidos como chorros. Las bandas alternan en color: las bandas oscuras se llaman cinturones, mientras que las claras se llaman zonas. Las zonas, que son más frías que los cinturones, corresponden a surgencias, mientras que los cinturones marcan el aire descendente. Se cree que el color más claro de las zonas se debe al hielo de amoníaco; lo que le da a los cinturones sus colores más oscuros no se sabe con certeza

El hielo de amoníaco, como todo el hielo, es muy reflectante, por lo que las bandas más frías con hielo son más claras. El gas amoníaco es transparente , pero cualquiera que haya volado alguna vez sobre el océano sabe que si tienes suficiente de algo transparente (agua), tiene un color distinto. Si bien la cita de Wikipedia anterior dice que la razón de los colores más oscuros es incierta, menos hielo en su atmósfera superior significa menos luz reflejada y un color más oscuro.

Saturno, Neptuno y Urano están lo suficientemente lejos del Sol, donde siempre tienen hielo en sus atmósferas más altas, por lo que tienen menos variación de color. Las nubes de la Tierra también son principalmente hielo (no vapor de agua), así que esa es básicamente la respuesta. Júpiter está a la distancia correcta del Sol para que su atmósfera superior haga la transición y tenga bandas distintas, algunas con hielo, otras sin él.

"¿Pero por qué las bandas están en línea recta?"

Esto se debe al efecto Coriolis . Visto desde arriba, el efecto Coriolis crea bandas que se alinean con el ecuador. Júpiter y Saturno giran bastante rápido (9,5 y 10,8 horas respectivamente), por lo que ambos tienen fuertes efectos de Coriolis.

La atmósfera de Júpiter no solo se mueve a lo largo de esas líneas visibles; está circulando desde las partes inferiores más cálidas de la atmósfera hacia las partes superiores por convección. Esto se debe a que hay mucho calor que transferir. Júpiter (junto con Saturno, Urano y Neptuno) están irradiando más calor al espacio del que reciben del Sol, por lo que, si bien el calor del Sol juega un papel en no congelar la atmósfera superior de Júpiter sobre las bandas más cálidas, es el efecto Coriolis. que crea las bandas.

Saturno también tiene bandas (como sabes). No son tan visibles porque tanto las bandas cálidas como las frías de Saturno son heladas. Vea los artículos aquí y aquí y el artículo con una imagen en falso color aquí , atribuyendo los colores de Saturno al hielo de amoníaco.

Entonces, para que se formen bandas, todo lo que necesita es una rotación relativamente rápida. Pero para las bandas altamente visibles, el planeta gigante gaseoso debe estar a la distancia correcta del Sol y/o tener la cantidad correcta de calor interno. Se trata de la temperatura.

Siento que tengo que puntuar esto con un "probablemente", porque no puedo jurar que Saturno tiene hielo de amoníaco alrededor de su atmósfera superior, pero estoy bastante seguro de que esa es la principal diferencia entre el aspecto más uniforme de Saturno (Urano y Neptuno también). Es principalmente el amoníaco lo que le da su color a estos planetas, aunque tanto Saturno como Júpiter son 99% hidrógeno y helio. Las moléculas de gas puro (O2, N2, H2) y los gases nobles tienden a tener muy poca interacción con la luz visible.

Aquí hay un artículo divertido sobre el color del planeta gigante gaseoso. Sin embargo, la ciencia de lo que le da a una atmósfera un color específico es bastante compleja y está por encima de mi nivel de pago. Además, también encontré este artículo interesante, aunque no puedo jurar su exactitud. Saturno irradia una cantidad sorprendente de calor dado que tiene 1/3 de la masa de Júpiter.

Por último, este puede proporcionar una imagen más precisa pero menos sexy de Saturno de lo que estamos acostumbrados a ver.

Nota final, sobre las manchas y bandas oscuras de Júpiter. Wikipedia dijo que se desconoce el motivo de la oscuridad (como se citó anteriormente). Si bien creo que la falta de hielo de amoníaco atmosférico es una gran parte de la respuesta, aquí hay una explicación alternativa para la mancha roja oscura de Júpiter y (quizás) hasta cierto punto, sus bandas oscuras. Júpiter recibe, en promedio, alrededor de 3,4 veces la radiación solar por metro cuadrado que recibe Saturno. Para agregar a eso, podría tener una mezcla atmosférica más extensa que Saturno y más compuestos orgánicos en su atmósfera superior, lo que, combinado con los rayos UV, también podría desempeñar un papel en las líneas más oscuras de Júpiter.