Двойной взгляд на гиганта: телескопы «Хаббл» и «Уэбб» раскрывают тайны атмосферы Сатурна
Сатурн, возможно, знаменит своими кольцами, но ученых он давно привлекает по другой причине: его неспокойной атмосферой, которая формируется под воздействием свирепых ветров, устойчивых мегаштормов и странных погодных явлений, способных сохраняться годами.
Теперь два новых взгляда с космических телескопов имени Джеймса Уэбба и «Хаббл» проникают сквозь облака окольцованной планеты, предоставляя исследователям то, что NASA называет «самым полным изображением Сатурна на сегодняшний день». Вместе эти снимки позволяют ученым «слоить» атмосферу Сатурна на разных высотах.
Парные наблюдения запечатлели одну из самых странных достопримечательностей Сатурна: знаменитый гексагон на северном полюсе. По данным NASA, слабые края шестиугольного струйного течения видны на обоих изображениях. Эти снимки могут стать одними из последних детальных видов гексагона вплоть до 2040-х годов, поскольку северный полюс Сатурна вот-вот погрузится в 15-летнюю зимнюю тьму.
Изучение атмосферы Сатурна позволяет ученым не только понять, как растут и процветают гигантские штормы размером с планету, но и получить дополнительное представление о том, как планета формировалась и эволюционировала на протяжении миллиардов лет.
Планета в двух светах
В августе 2024 года «Хаббл» сделал снимок Сатурна в видимом свете в рамках программы Outer Planet Atmospheres Legacy — десятилетнего проекта по ежегодному наблюдению за планетами-гигантами. Космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) запечатлел свою инфракрасную версию несколькими месяцами позже, в ноябре 2024 года. Эти наблюдения, разделенные 14 неделями, показали окольцованную планету в переходный период от северного лета к равноденствию 2025 года.
Два телескопа увидели совершенно разных Сатурнов.
В то время как «Хаббл» запечатлел бледно-желтые полосы Сатурна и ослепительно белые кольца, инфракрасное изображение JWST раскрыло еще более поразительные детали. В инфракрасном диапазоне кольца Сатурна превратились в светящиеся голубые, «потому что они состоят из сильно отражающего водяного льда», — сообщили представители NASA в заявлении. Полюса Сатурна также сияли странным серовато-зеленым светом, излучая энергию на длинах волн около 4,3 микрона. По предположению NASA, это излучение может быть результатом либо рассеяния света высокогорными аэрозолями, либо полярными сияниями. (Недавно телескоп зафиксировал гигантские полярные сияния на Уране.)
По мере того как Сатурн вступает в южную весну, оба космических телескопа продолжат наблюдать за его атмосферой, возможно, раскрывая новые подробности о погодной динамике планеты. А пока Сатурн хранит некоторые из своих самых интересных секретов скрытыми в облаках.
Эти совместные наблюдения «Хаббла» и «Уэбба» демонстрируют мощь многодиапазонной астрономии. Если «Хаббл» работает преимущественно в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, позволяя увидеть привычные глазу цвета и структуру облачных поясов, то «Уэбб» специализируется на среднем и дальнем инфракрасном спектре. Это позволяет ему заглядывать глубже, сквозь слои аэрозольной дымки, и различать тепловое излучение, исходящее из самых глубин атмосферы гиганта. Работая в тандеме, телескопы дают ученым возможность составить трехмерную карту атмосферных процессов, проследив за движением воздушных масс от верхних слоев тропосферы до более глубоких уровней, скрытых от глаз оптических инструментов.
Особый интерес для планетологов представляет гексагон — уникальное атмосферное явление, представляющее собой устойчивое шестиугольное струйное течение, окружающее северный полюс Сатурна. Впервые обнаруженный «Вояджером» в 1980-х годах, этот гигантский вихрь продолжает оставаться загадкой. Каждая сторона шестиугольника составляет около 13 800 километров — больше диаметра Земли. Благодаря новым снимкам ученые надеются уточнить динамику вращения этого образования и его связь с полярными циклонами, которые бушуют внутри него. Тот факт, что гексагон все еще различим в инфракрасном диапазоне накануне долгой полярной ночи, дает исследователям ценные данные о его тепловой инерции и составе аэрозолей, которые его формируют.
Кроме того, эти наблюдения имеют ключевое значение для подготовки к будущим миссиям. Понимание сезонных изменений в атмосфере Сатурна критически важно для планирования траекторий и инструментальной нагрузки потенциальных аппаратов, которые могут быть отправлены к системе газового гиганта в 2030–2040-х годах. Тот факт, что снимки были сделаны незадолго до наступления равноденствия, когда освещенность колец и полюсов меняется кардинальным образом, позволяет ученым зафиксировать «переломный момент» в климатической системе планеты. Это дает уникальную возможность сравнить данные о северном лете с грядущими данными о южном лете, чтобы построить полноценную модель циркуляции атмосферы Сатурна, которая до сих пор остается одной из самых сложных задач в планетологии.
