Космический телескоп «Джеймс Уэбб» представил изображение Сатурна, которое раскрывает новые детали о планете, ее кольцах и спутниках. Наблюдение в определенной длине волны выявило ранее неизвестные атмосферные структуры и позволило изучить кольца Сатурна с исключительной точностью. Это поможет улучшить наше понимание системы Сатурна.
Технический прогресс в астрономии и изучении космоса, например, создание всё более совершенных космических телескопов, даёт возможность более детально исследовать глубины Вселенной. Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба (JWST) — яркий пример таких достижений.
25 июня 2023 года объектив был направлен на Сатурн, шестую планету Солнечной системы, знаменитую кольцами, чтобы выявить необычные детали, в том числе спутники. Это исследование стало первым наблюдением Сатурна в инфракрасном диапазоне длин волн. Открытие может иметь широкие последствия: от пересмотра существующих моделей Сатурна до поиска новых путей для наблюдения за Солнечной системой.
Изображение создано с помощью камеры NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) на телескопе «Джеймс Уэбб». В инфракрасном свете Сатурн кажется очень тёмным, так как метан в его атмосфере поглощает почти все солнечные лучи. Кольца планеты остаются относительно яркими, придавая Сатурну необычный вид. Они состоят из множества каменистых и ледяных фрагментов, размер которых варьируется от песчинок до гор размером с Землю.
На снимке изображены три из 145 естественных спутников Сатурна: Диона, Энцелад и Тефия. Энцелад интересен астробиологам, поскольку под его ледяной оболочкой, по предположениям, находится океан жидкой воды. Спутник выбрасывает часть подземной воды в космос через гейзеры, расположенные около южного полюса.
Впечатляющие объекты были обнаружены зондом NASA «Кассини» в 2005 году и недавно замечены телескопом Джеймса Уэбба.
Наблюдения, раскрывающие сезоны Сатурна
Фотография демонстрирует неповторимую картину сезонных преобразований на Сатурне. Как и Земля, эта газовая гигантская планета испытывает сезонные изменения из-за наклона своей оси вращения. В данный момент в северном полушарии Сатурна лето, что значит большее воздействие солнечных лучей. Южное же полушарие выходит из зимней тьмы, периода пониженной освещенности.
В телескоп северный полюс Сатурна выглядит особенно тёмным. Эту темноту может вызвать пока неизвестный сезонный процесс, который влияет на полярные аэрозоли — частицы, находящиеся в атмосфере планеты. Аэрозоли играют важную роль в поглощении и отражении солнечного света, поэтому могут влиять на внешний вид Сатурна.
На краю диска Сатурна видна слабая вспышка света. Существуют несколько гипотез, объясняющих это явление: флуоресценция метана на большой высоте (процесс поглощения солнечного света метаном и переизлучения его на другой длине волны) или выброс иона тригидрогена (H3+) в ионосфере Сатурна (верхнем слое атмосферы, где газы ионизируются под воздействием солнечного излучения). Возможно, наблюдаемая яркость обусловлена сочетанием этих двух процессов.
Чтобы проверить эти предположения, учёные применят спектроскопию с телескопом «Джеймс Уэбб» — способ изучения света для установления химического и физического состава объектов.
На шаг ближе к пониманию Сатурна
Наблюдения – часть программы, целью которой является проверка возможности телескопа обнаруживать слабые спутники планеты и её светящиеся кольца. Двигаясь от внутреннего к внешнему краю колец Сатурна можно увидеть темное кольцо С, яркое кольцо В, узкое темное деление Кассини и умеренно яркое кольцо А с темным провалом Энке у его внешнего края.
На внешнем краю кольца A видна узкая нить, называемая кольцом F. Кольца отбрасывают тень на планету, а планета — на кольца.
Дополнительные экспозиции позволят ученым изучить слабые кольца Сатурна: тонкое кольцо G и рассеянное кольцо E.
Изображение Сатурна и некоторых его спутников, полученное прибором NIRCam аппарата Джеймса Уэбба 25 июня 2023 года. На монохромном изображении фильтр NIRCam F323N (3,23 микрона) окрашен в оранжевый оттенок. NASA, ESA, CSA, STScI, М. Тискарено (Институт SETI), М. Хедман (Университет Айдахо), М. Эль-Мутамид (Корнельский университет), М. Шоуолтер (Институт SETI), Л. Флетчер (Университет Лестера), Х. Хаммель (AURA); обработка изображений Дж. ДеПаскуале (STScI).
Открытие каждого нового спутника может помочь учёным составить более полную картину современной системы Сатурна и понять его прошлое. Предыдущие миссии, такие как Pioneer 11, Вояджеры 1 и 2, зонд Cassini и космический телескоп Хаббл, наблюдали за атмосферой и кольцами Сатурна на протяжении многих десятилетий. Эти наблюдения с помощью JWST — лишь предвкушение того, что эта обсерватория привнесёт в историю Сатурна в ближайшие годы.