25 июня 2023 года космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба развернулся в известный кольцевый мир Сатурна для первых наблюдений планеты в ближнем инфракрасном диапазоне. Первоначальные изображения из NIRCam (камеры ближнего инфракрасного диапазона) Вебба уже увлекают исследователей.
Сам Сатурн выглядит чрезвычайно темным на этой инфракрасной длине волны, наблюдаемой телескопом, поскольку газ метан поглощает почти весь солнечный свет, падающий на атмосферу. Однако ледяные кольца остаются относительно яркими, что приводит к необычному виду Сатурна на изображении Уэбба.
Это изображение было сделано в рамках программы Webb Guaranteed Time Observation Program 1247. Программа включала в себя несколько очень глубоких снимков Сатурна, которые были разработаны, чтобы проверить способность телескопа обнаруживать слабые спутники вокруг планеты и ее яркие кольца. Любые недавно открытые спутники могут помочь учёным составить более полную картину нынешней системы Сатурна, а также ее прошлого.
На этом новом изображении Сатурна отчетливо видны детали системы колец планеты, а также несколько спутников планеты – Диона, Энцелада и Тетиса. Дополнительные более глубокие экспозиции позволят команде исследовать некоторые более слабые кольца планеты, невидимые на этом изображении, включая тонкое кольцо G и рассеянное кольцо E. Кольца Сатурна состоят из массива каменистых и ледяных обломков – частицы имеют размеры от меньших песчинки до нескольких таких, как горки. на Земле. Недавно исследователи использовали телескоп Вебб для исследования Энцелада и обнаружили большой шлейф, вырывающийся из южного. луны, содержащей как частицы, так и большое количество водяного пара – этот шлейф питает кольцо E Сатурна.
Атмосфера Сатурна также показывает удивительные и неожиданные детали. Хотя космический корабль Кассини наблюдал атмосферу с большей четкостью, это первый случай, когда атмосфера планеты была видна с такой четкостью на этой конкретной длине волны (3,23 микрона), которая уникальна для Вебба. Большие, темные, диффузные структуры в северном полушарии не повторяют линии широты планеты, поэтому на этом изображении отсутствует знакомый полосатый вид, обычно видный из глубоких слоев атмосферы Сатурна. Неравномерность напоминает крупномасштабные планетарные волны в стратосферных аэрозолях высоко над основными облаками, потенциально подобные наблюдавшимся во время ранних наблюдений Юпитера с помощью Webb NIRC.
Сравнивая северный и южный полюса планеты на этом изображении, различия во внешнем виде типичны с известными сезонными изменениями на Сатурне. К примеру, Сатурн сейчас переживает северное лето, а южное полушарие выходит из темноты в конце зимы. Однако северный полюс особенно темный, возможно, из-за неизвестного сезонного процесса, влияющего, в частности, на полярные аэрозоли. Крохотный намек на освещение к краю диска Сатурна может быть вызван флуоресценцией метана на большой высоте (процесс излучения света после поглощения света), излучением трехводного иона (H3+) в ионосфере или обоих; Спектроскопия Вебба может помочь это подтвердить.
Такие миссии, как «Пионер-11», «Вояджеры-1» и «Вояджеры-2», космический корабль «Кассини» и космический телескоп «Хаббл», многие десятилетия отслеживали атмосферу и кольца Сатурна. Эти наблюдения Уэбба являются лишь намеком на то, что эта обсерватория добавит к истории Сатурна в ближайшие годы, поскольку научная команда глубоко углубляется в данные, чтобы подготовить результаты рецензирования.
