Сатурн вже очолює список найкрутіших об’єктів у нашій сонячній системі, але нове відкриття може вивести його на новий рівень. За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) астрономи виявили дивні візерунки, що поширюються по атмосфері планети — особливості, яких раніше не бачили на жодній іншій планеті сонячної системи.
У недавній статті в журналі Geophysical Research Letters астрофізики під керівництвом Тома Сталларда з Університету Нортумбрії у Великій Британії описують свої дослідження інфрачервоного випромінювання від полярного сяйва і верхніх шарів атмосфери Сатурна. Всупереч очікуванням, команда виявила «дрібні візерунки з намистин і зірок, які, незважаючи на величезні відстані між ними по висоті, можуть бути якимось чином пов’язані між собою», пояснив Сталлард у прес-релізі.
Атмосфера Сатурна випромінює слабкі сигнали, що ускладнює детальне вивчення астрономами, зазначив Сталлард. Однак відносна чіткість нещодавно виявлених візерунків може відкрити довгоочікуване вікно для розуміння погодних умов на цій гігантській планеті, додав він. Наразі, однак, ці «особливості були абсолютно несподіваними і на даний момент залишаються повністю незрозумілими».
У дослідженні описується безперервний 10-годинний період спостереження, що тривав з листопада минулого року. Протягом цього часу команда зосередилася на H3+, позитивно зарядженій формі водню. Ця молекула відіграє важливу роль у хімічних і фізичних реакціях в атмосфері Сатурна і знаходиться в межах діапазону виявлення спектрографа ближнього інфрачервоного випромінювання JWST.
Завдяки цьому команда одночасно вивчала іоносферу і стратосферу Сатурна, дві області, які традиційно були важкими для вивчення вченими. Однак в інфрачервоному спектрі з’явилася інша картина, яку команда детально зафіксувала.
Команда помітила дві дивні структури в різних шарах атмосфери Сатурна. В іоносфері, наповненій електричною плазмою, у повітрі кружляла серія «темних, схожих на намистини об’єктів, вбудованих у яскраві полярні ореоли», пояснили вони. Стратосфера, з іншого боку, хизувалася нерівномірним, схожим на зірку візерунком, що простягався від північного полюса Сатурна до екватора. Більш детальний аналіз показав, що візерунки насправді лежали в одній і тій же області Сатурна, просто на різних рівнях атмосфери.
«Ми вважаємо, що темні намистини можуть бути результатом складних взаємодій між магнітосферою Сатурна і його обертовою атмосферою, що потенційно може дати нові уявлення про обмін енергією, який приводить в рух полярне сяйво Сатурна», — сказав Стеллард. «Асиметричний зіркоподібний візерунок вказує на раніше невідомі атмосферні процеси, що відбуваються в стратосфері Сатурна, можливо пов’язані з шестикутним візерунком бурі, який спостерігається глибше в атмосфері Сатурна».
Однак команда ще не впевнена, чи це одноразове явище, чи регулярне погодні явище для планети. Це потрібно буде підтвердити майбутніми спостереженнями, кажуть вони. Якщо це станеться, наше нове розуміння іоносфери Сатурна може навіть вплинути на те, як ми сприймаємо «складне завихрення термосфери Землі», зазначають дослідники в статті.
Зараз для цього дуже вдалий час, додав Стеллард, оскільки Сатурн перебуває в точці рівнодення — коли Сонце знаходиться прямо над екватором планети — рідкісне явище, яке трапляється раз на 15 земних років. Згідно зі статтею, незвичайне розташування цих зоряних об’єктів може виявити деякі несподівані атмосферні явища.
«Оскільки жоден з атмосферних шарів не можна спостерігати за допомогою наземних телескопів, необхідність подальших спостережень JWST під час цього ключового періоду сезонних змін на Сатурні є нагальною», — додав Сталлард.
