25 червня 2023 року космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба розвернувся до відомого кільцевого світу Сатурна для перших спостережень планети в ближньому інфрачервоному діапазоні. Початкові зображення з NIRCam (камери ближнього інфрачервоного діапазону) Вебба вже захоплюють дослідників.
Сам Сатурн виглядає надзвичайно темним на цій інфрачервоній довжині хвилі, яку спостерігає телескоп, оскільки газ метан поглинає майже все сонячне світло, що падає на атмосферу. Однак крижані кільця залишаються відносно яскравими, що призводить до незвичайного вигляду Сатурна на зображенні Вебба.
Це зображення було зроблено в рамках програми Webb Guaranteed Time Observation Program 1247. Програма включала кілька дуже глибоких знімків Сатурна, які були розроблені, щоб перевірити здатність телескопа виявляти слабкі супутники навколо планети та її яскраві кільця. Будь-які нещодавно відкриті супутники можуть допомогти вченим скласти більш повну картину нинішньої системи Сатурна, а також її минулого.
На цьому новому зображенні Сатурна чітко видно деталі системи кілець планети, а також кілька супутників планети – Діону, Енцелад і Тетіс. Додаткові глибші експозиції дозволять команді дослідити деякі слабкіші кільця планети, невидимі на цьому зображенні, включаючи тонке кільце G і розсіяне кільце E. Кільця Сатурна складаються з масиву кам’янистих і крижаних уламків – частинки мають розміри від менших за піщинку до кількох таких, як гори на Землі. Нещодавно дослідники використовували телескоп Вебб для дослідження Енцелада та виявили великий шлейф, що виривається з південного полюса місяця, який містить як частинки, так і велику кількість водяної пари – цей шлейф живить кільце E Сатурна.
Атмосфера Сатурна також показує дивовижні та несподівані деталі. Хоча космічний корабель Кассіні спостерігав атмосферу з більшою чіткістю, це перший випадок, коли атмосферу планети було видно з такою чіткістю на цій конкретній довжині хвилі (3,23 мікрона), яка є унікальною для Вебба. Великі, темні, дифузні структури в північній півкулі не повторюють лінії широти планети, тому на цьому зображенні відсутній знайомий смугастий вигляд, який зазвичай видно з глибших шарів атмосфери Сатурна. Нерівномірність нагадує великомасштабні планетарні хвилі в стратосферних аерозолях високо над основними хмарами, потенційно подібні до тих, що спостерігалися під час ранніх спостережень Юпітера за допомогою Webb NIRCam.
Порівнюючи північний і південний полюси планети на цьому зображенні, відмінності у зовнішньому вигляді є типовими з відомими сезонними змінами на Сатурні. Наприклад, Сатурн зараз переживає північне літо, а південна півкуля виходить із темряви наприкінці зими. Однак північний полюс особливо темний, можливо, через невідомий сезонний процес, який впливає, зокрема, на полярні аерозолі. Крихітний натяк на освітлення до краю диска Сатурна може бути спричинений флуоресценцією метану на великій висоті (процес випромінювання світла після поглинання світла), випромінюванням триводневого іона (H3+) в іоносфері або обох; Спектроскопія Вебба може допомогти підтвердити це.
Такі місії, як «Піонер-11», «Вояджери-1» і «Вояджери-2», космічний корабель «Кассіні» та космічний телескоп «Хаббл», протягом багатьох десятиліть відстежували атмосферу та кільця Сатурна. Ці спостереження Вебба є лише натяком на те, що ця обсерваторія додасть до історії Сатурна в найближчі роки, оскільки наукова команда глибоко заглиблюється в дані, щоб підготувати рецензовані результати.
