JWST обнаружил тёмные «бусины» и асимметричные звездообразные структуры в атмосфере Сатурна
Исследование атмосферы Сатурна с использованием данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) выявило сложные и загадочные структуры, которые ранее не наблюдались ни на одной планете Солнечной системы.
Результаты были представлены профессором Томом Столлардом из Университета Нортумбрии (Великобритания) на совместной встрече EPSC-DPS2025 в Хельсинки и опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
«Впервые благодаря JWST мы смогли провести столь детальные наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне за полярными сияниями и верхними слоями атмосферы Сатурна. Результаты оказались совершенно неожиданными», — заявил Столлард.
«Мы ожидали увидеть диффузные полосы излучения на разных высотах. Вместо этого обнаружились чёткие узоры из «бусин» и «звёзд», которые, несмотря на огромное расстояние между слоями атмосферы, могут быть взаимосвязаны — а также связаны со знаменитым шестиугольным штормом в нижних слоях облаков Сатурна. Эти структуры абсолютно новы для науки, и пока у нас нет объяснений их природе».
Международная команда из 23 учёных из Великобритании, США и Франции сделала открытие во время 10-часового непрерывного наблюдения 29 ноября 2024 года, когда Сатурн вращался в поле зрения телескопа.
Исследователи сосредоточились на детектировании инфракрасного излучения от положительно заряженной молекулярной формы водорода — H₃⁺, который играет ключевую роль в химических реакциях атмосферы Сатурна, что позволяет изучать физические и химические процессы в ней.
Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона JWST позволил одновременно наблюдать ионы H₃⁺ в ионосфере (на высоте 1100 км над условной поверхностью планеты) и молекулы метана в стратосфере (600 км).
В ионосферной плазме учёные обнаружили цепочки тёмных бусиноподобных структур, встроенных в яркие авроральные ореолы. Эти образования оставались стабильными в течение нескольких часов, но медленно смещались при длительных наблюдениях.
На 500 км ниже, в стратосфере, команда обнаружила асимметричную звездообразную структуру, простирающуюся от северного полюса к экватору. Видны были только четыре из шести лучей «звезды», что создало перекошенный узор.
«Из-за крайне слабого излучения верхние слои атмосферы Сатурна долгое время оставались terra incognita для телескопов и миссий. Чувствительность JWST позволила разглядеть структуры, не имеющие аналогов в Солнечной системе», — отметил Столлард.
Картография показала, что особенности в разных слоях атмосферы совпадают по расположению: лучи «звезды» исходят из области над вершинами шестиугольного шторма. Это предполагает, что процессы, формирующие узоры, могут влиять на всю толщу атмосферы.
«Тёмные «бусины» могут быть связаны с взаимодействием магнитосферы и атмосферы Сатурна, что прольёт свет на механизмы полярных сияний. Асимметричная «звезда» указывает на неизученные процессы в стратосфере, возможно, связанные с шестиугольным штормом. Интересно, что наиболее выраженные «бусины» совпадают с самыми яркими лучами «звезды», но связь между ними пока не ясна», — пояснил Столлард.
Оба феномена важны для понимания динамики атмосфер газовых гигантов, однако требуются дополнительные исследования. Учёные надеются получить время на новые наблюдения с JWST, особенно во время равноденствия Сатурна в 2030 году, когда сезонные изменения могут трансформировать структуры.
«Поскольку эти слои атмосферы невозможно изучать с Земли, крайне важно продолжить наблюдения в период смены сезонов», — подчеркнул Столлард.
Открытие JWST ставит перед учёными новые вопросы. Во-первых, как именно энергия из нижних слоёв атмосферы передаётся в ионосферу, формируя столь необычные узоры? Во-вторых, может ли шестиугольный шторм влиять на магнитное поле планеты, создавая наблюдаемые структуры?
Некоторые исследователи предполагают, что «бусины» могут быть следами плазменных волн, а асимметрия «звезды» — результатом взаимодействия солнечного ветра с атмосферой. Для проверки гипотез планируется компьютерное моделирование и сравнение данных с другими телескопами, такими как «Хаббл».
Сезонные изменения Сатурна, связанные с приближением северного полушария к осени, могут изменить динамику атмосферы, что сделает последующие наблюдения ещё более важными. «Мы находимся на пороге открытий, которые перевернут наше понимание газовых гигантов», — заключил Столлард.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
