25 июня 2023 года космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА обратился к знаменитой планете Сатурн с целью провести свои первые наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне. Исходные изображения, полученные с помощью NIRCam (ближнего инфракрасного камеры) Уэбба, уже заинтересовали исследователей.
Сам Сатурн выглядит крайне темным на этой инфракрасной длине волны, наблюдаемой телескопом, поскольку метановый газ поглощает почти всю солнечную энергию, падающую на атмосферу. Однако ледяные кольца остаются относительно яркими, что приводит к необычному внешнему виду Сатурна на снимке сделанном Уэббом.
Это изображение было сделано в рамках программы гарантированного наблюдения телескопа Уэбба под номером 1247. Программа включала несколько глубоких экспозиций Сатурна, которые предназначались для проверки способности телескопа обнаруживать слабые спутники вокруг планеты и ее яркие кольца. Все вновь обнаруженные спутники могут помочь ученым составить более полную картину текущей системы Сатурна, а также его прошлого.
Это новое изображение Сатурна четко показывает детали в системе колец планеты, а также несколько спутников планеты - Диону, Энцелад, и Тетиду. Дополнительные глубокие экспозиции (которые здесь не показаны) позволят команде исследователей исследовать некоторые из более слабых колец планеты, не видимых на этом изображении, включая тонкое колечко G и размытое колечко E. Кольца Сатурна состоят из множества каменистых и ледяных осколков - частицы варьируются в размере от мельче песчинки до нескольких размером с горы на Земле. Исследователи недавно использовали Уэбба для исследования Энцелада и обнаружили большой фонтан, выбрасывающийся из южного полюса спутника, который содержит как частицы, так и большое количество водяного пара - этот фонтан питает колечко E Сатурна.
Атмосфера Сатурна также показывает удивительные и неожиданные детали. Хотя космический аппарат Кассини наблюдал атмосферу с большей ясностью, впервые атмосфера планеты была увидена с такой четкостью на этой определенной длине волны (3.23 микрона), которая является уникальной для Уэбба. Большие, темные, размытые структуры на северном полушарии не следуют линиям широт планеты, поэтому это изображение не имеет знакомого полосатого вида, который обычно наблюдается в более глубоких атмосферных слоях Сатурна. Неравномерность напоминает крупномасштабные планетарные волны в стратосферных аэрозолях высоко над основными облаками, потенциально схожие с теми, которые наблюдались на ранних инфракрасных снимках Юпитера с помощью NIRCam Уэбба.
При сравнении северного и южного полюсов планеты на этом изображении, различия в внешнем виде являются типичными для известных сезонных изменений на Сатурне. Например, в настоящее время Сатурн переживает лето на северном полушарии, в то время как южное полушарие выходит из темноты после зимы. Однако северный полюс особенно темный, возможно, из-за неизвестного сезонного процесса, влияющего в частности на полярные аэрозоли. Маленькое примечание о появлении светлых участков на краю диска Сатурна может быть вызвано флуоресценцией метана на большой высоте (процесс излучения света после поглощения света), излучением тригидрид-иона (H3+) в ионосфере или обоими факторами; спектроскопия с помощью Уэбба может помочь подтвердить это.
Миссии, такие как Pioneer 11 НАСА, Voyager 1 и 2, космический аппарат Кассини и космический телескоп Хаббл, отслеживали атмосферу и кольца Сатурна на протяжении многих десятилетий. Эти наблюдения с помощью Уэбба лишь намекают на то, что этот обсерваторий добавит к истории Сатурна в ближайшие годы, поскольку научная группа глубоко исследует данные для подготовки публикаций в журналах.
Авторы и права:
НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Мэтт Тискарено (Институт SETI), Мэтт Хедман (Университет Айдахо), Мариам Эль Мутамид (Корнельский университет), Марк Шоуолтер (Институт SETI), Ли Флетчер (Лестерский университет), Хайди Хаммель (AURA) )
Права на обработку изображений
Дж. ДеПаскуале (STScI)
Об авторах
Хайди Б. Хаммел - междисциплинарный ученый Уэбба, возглавляющий цикл 1 гарантированного времени наблюдений (GTO) Уэбба за солнечной системой. Она является вице-президентом по науке в Ассоциации университетов для исследований в области астрономии (AURA) в Вашингтоне, округ Колумбия.
Ли Флетчер — профессор планетологии Лестерского университета в Англии. Ли является главным исследователем нескольких программ Уэбба по гарантированному наблюдению за временем, в том числе программы 1247, описанной здесь.
Мэтт Тискарено — старший научный сотрудник Института SETI в Калифорнии, где он изучает динамику планетарных систем, включая планетарные кольца. Он является неотъемлемым членом группы наблюдения Уэбба с гарантированным временем для изучения Сатурна.
Оригинальная статья NASA: https://blogs.nasa.gov/webb/2023/06/30/saturns-rings-shine-in-webbs-observations-of-ringed-planet/
