Saturn – najnowsze zdjęcia gazowego giganta

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przesłał wyjątkowe zdjęcie Układu Saturna. Na wykonanej w podczerwieni fotografii widać m.in. świecące pierścienie i niespodziewane zjawiska w atmosferze planety.

Program badawczy JWST

.W nowym programie badawczym, JWST – czyli James Webb Space Telescope – ma poszukiwać małych, słabo widocznych księżyców wokół Saturna i obserwować okrążające go pierścienie. Badania te mają pomóc w zrozumieniu działania systemu tej planety oraz jej przeszłości.

W ramach testów teleskop nadesłał zdjęcie ukazujące w podczerwonym świetle planetę, jej słynne, zbudowane z fragmentów skał i lodu pierścienie oraz niektóre księżyce. Jak wyjaśniają naukowcy, górne warstwy atmosfery Saturna obfitują w metan, który silnie pochłania fale rejestrowane przez JWST. Z tego powodu tarcza planety wydaje się ciemna i nie widać na niej typowych, widocznych zwykle pasów tworzonych przez chmury.

Można za to dostrzec wzory utworzone przez unoszące się wysoko aerozole, w tym ogromne, rozmyte, faliste struktury na północnej półkuli. Wcześniej, także z pomocą JWST, astronomowie zauważyli podobne twory na Jowiszu.

Porównując bieguny północny i południowy Saturna, możemy też zaobserwować typowe zmiany związane z porami roku. Obecnie na półkuli północnej jest lato, podczas gdy na południowej półkuli widać zimową ciemność. Mimo to północny biegun wydaje się nietypowo ciemny, co może wynikać z nieznanego procesu sezonowego oddziałującego na aerozole obecne w polarnym rejonie. Saturn jest lepiej widoczny na najnowszych zdjęciach.

Delikatne rozjaśnienie na krawędzi tarczy Saturna może z kolei mieć związek z fluorescencją metanu na dużych wysokościach lub emisją jonów trójwodorowych (H3+) w jonosferze. Tymczasem ogromne pierścienie Saturna nie zawierają metanu i w wykorzystanej w obserwacjach podczerwieni wyjątkowo jasno świecą. Towarzyszy im kilka księżyców, w tym Dione, Enceladus i Tetyda.

„Jesteśmy wyjątkowo zadowoleni z tego, że JWST wykonał to piękne zdjęcie. Potwierdza ono, że nasze szczegółowe dane naukowe uzyskiwane przez ten instrument również są poprawne. Nie możemy doczekać się zastosowania długich czasów ekspozycji i uzyskanych dzięki nim nowych odkryć” – mówi Matthew Tiscareno z SETI Institute, który kierował obserwacjami.

Saturn i jego pierścienie

.Przechodząc od wewnętrznych do zewnętrznych pierścieni Saturna, można zaobserwować ciemny pierścień C, jasny pierścień B, wąską i ciemną przerwę Cassiniego oraz średnio jasny pierścień A z ciemną przerwą Enckego w pobliżu jego zewnętrznego brzegu. Dodatkowo, na zewnętrznym brzegu pierścienia A, można dostrzec wąską strukturę znaną jako pierścień F. Pierścienie rzucają cień na planetę i vice versa, co skutkuje fascynującymi efektami wizualnymi.

W ciągu ostatnich kilku dekad atmosferę i pierścienie Saturna obserwowały misje takie jak Pioneer 11 NASA, Voyager 1 i 2, Cassini oraz Teleskop Kosmiczny Hubble.

Według badaczy, zdjęcie wykonane przez JWST to tylko namiastka tego, co instrument ten odkryje w systemie Saturna w nadchodzących latach. Kolejne obserwacje mają umożliwić naukowcom badanie ciemniejszych pierścieni, w tym cienkiego pierścienia G i rozproszonego pierścienia E. Naukowcy oczekują także, że dzięki temu obrazowi i innym zdjęciom o długiej ekspozycji zidentyfikują w pierścieniach nowe struktury, a być może nawet nowe księżyce. Saturn skrywa jeszcze wiele tajemnic.

Przypominają jednocześnie, że niedawno, z pomocą JWST, na północnym biegunie Enceladusa odkryto duży gejzer wyrzucający parę wodną, która częściowo zostaje przechwycona przez pierścień E.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba

.Zastępca dyrektora ds. rozwoju technologii i profesor w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Piotr ORLEAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Udało się ustawić wszystkie 18 luster Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Stanowią one razem zwierciadło o rozpiętości 6,5 metra. Każde z luster musi być oddzielnie wyjustowane, by móc dobrze zobrazować dane, które pozyskuje. W lipcu 2022 roku zobaczyliśmy pierwsze zachwycające zdjęcia różnego rodzaju obiektów kosmicznych. NASA opublikowało specjalną animację, na której można porównać zdjęcia tych samych obiektów pozyskane za pomocą teleskopu Hubble’a i Webba. Dopiero gdy się porównuje zdjęcia, widać, jaka jest różnica między tymi teleskopami”.

„Teleskopy Hubble’a i Webba różnią się dwoma rzeczami. Nowszy z nich jest większy, w związku z tym jest w stanie obserwować mniejsze obiekty, głównie te, które znajdują się dalej od nas. Widziane przez nas w ten sposób kosmiczne zdarzenia zachodziły w przeszłości – światło potrzebowało milionów lat, by do nas dotrzeć i byśmy mogli te zdarzenia teraz zaobserwować. Można powiedzieć, że widzimy to, co działo się np. 13,5 miliarda lat temu. W przypadku teleskopu Hubble’a było to 12 miliardów lat. Ale nawet obiekty wcześniej zaobserwowane przez teleskop Hubble’a widzimy dziś dzięki teleskopowi Webba znacznie bardziej szczegółowo. Tym, co różni te teleskopy, jest również to, że instrumenty teleskopu Hubble’a pracują w zakresie widzialnym, natomiast Webba w podczerwieni. To jest zupełnie inne spektrum fali elektromagnetycznej. Również dzięki temu można więcej zobaczyć. Jednak tym, co znacznie różni te twa teleskopy, jest ich wielkość – starszy ma dwa metry średnicy, nowszy ponad sześć” – pisze prof. Piotr ORLEAŃSKI w tekście „Kosmos coraz bliżej, także z Polakami“.