Astronomové podrobně pozorovali, jak léto ustupuje podzimu na prstencích planety Saturn.
Pomocí pozorování Saturna provedeného vesmírným teleskopem Jamese Webba (JWST) v listopadu 2022 tým vedený vědci z University of Leicester pozoroval trend ochlazování plynného obra způsobený proudy vzduchu o velikosti planety, které mění svůj směr, jak je Saturn dlouhý. roční období se mění.
“Žádná kosmická loď tu nikdy předtím nebyla, aby prozkoumala pozdní léto a severní podzim Saturnu, takže doufáme, že je to jen výchozí bod,” řekl profesor Leigh Fletcher ze School of Physics and Astronomy na University of Leicester. uvedl v prohlášení. „Kvalita nových dat z JWST je prostě dechberoucí: v krátké sérii pozorování jsme byli schopni pokračovat v odkazu mise Cassini do zcela nového saturnského období a pozorovat, jak počasí a atmosférická cirkulace reagují na změnu klimatu. .
Příbuzný: Astronomové možná objevili nejbližší černé díry k Zemi
Astronomové provedli svá pozorování Saturnu pomocí JWST Mid-Infrared Instrument (MIRI), který jim umožnil pozorovat atmosféru planety v infračervených vlnových délkách těsně mimo kapacitu našich očí. MIRI umožnila týmu měřit teplotu atmosféry Saturnu a vidět otisky prstů chemikálií, které obsahuje, měřit jejich množství a přitom pozorovat vířící mraky, které existují v horní části atmosféry Saturnu – stratosféře.
Plynná obří planeta, která je šestou planetou od Slunce a je známá svými nápadnými ledovými prstenci, zažívá roční období stejně jako Země, protože je stejně jako naše planeta od Slunce odkloněna. Ačkoli je axiální sklon Saturnu 26,7 stupně podobný 23,5 stupně naší planety, jeho mnohem širší dráha znamená, že roční období na plynném obru jsou mnohem delší než na Zemi.
Saturn obíhá kolem Slunce za 29,4 pozemských let, což vede k ročním obdobím, která trvají asi 7,5 pozemského roku. Tato nová pozorování JWST dávají vědcům nový pohled na tato prodloužená období a jevy, které hrají roli, když se začnou měnit. Pozorování JWST doplňují data shromážděná kosmickou sondou Cassini-Huygens (Cassini) NASA, která pozorovala plynnou obří planetu po dobu 13 let během zimní a jarní sezóny.
Nová pozorování JWST byla zkompilována do animace, která ukazuje, jak se vzhled plynného obra mění s různými vlnovými délkami světla, stejně jako lze přechod z léta do podzimu pozorovat podle žloutnutí listů stromů zde na Zemi.
Na snímcích jsou tepelné emise ze severního pólu planety zobrazeny jako jasně modrá, zatímco žlutá barva představuje jasné, horké části atmosféry Saturnu. Kontrast teplot je patrný z fialově zbarvených oblastí, které představují nejchladnější a nejtmavší části atmosféry planety. Slavný pruhovaný vzhled plynného obra je jasně viditelný při pozorování vlnových délek světla v troposféře Saturnu, nejnižší vrstvě jeho atmosféry.
Animace také ukazuje pozorování ve viditelném světle shromážděné Hubbleovým vesmírným dalekohledem v září 2022. Ty jsou zobrazeny na pozadí, aby kontrastovaly se snímky JWST.
Data JWST také ukazují 1500 kilometrů široký polární cyklón (NPC) na severním pólu Saturnu. To je obklopeno velkou oblastí horkých plynů, které byly pozorovány, když se na jaře shromáždily na severní polokouli Saturnu, nazývané severní polární stratosférický vír (NPSV).
Tyto horké víry víří v horní stratosféře plynné obří planety, kde se zahřívaly během letní sezóny Saturnu. V roce 2025 planeta zažije podzimní rovnodennost, tedy dobu, kdy je Slunce přímo nad rovníkem planety (Země má svou podzimní rovnodennost v září). Jak se blíží podzimní rovnodennost, NPSV se začne ochlazovat a mizet, protože severní polokoule plně vstupuje do podzimu a tmavne.
Tyto víry v atmosféře Saturnu již sonda Cassini pozorovala zblízka a osobně. Infračervená data z pozorování plynného obra na JWST však ukazují odlišné rozložení teplot ve stratosféře Saturnu ve srovnání s těmi, které shromáždila tato kosmická loď, která do plynného obra narazila v roce 2017. Cassini skutečně provedla svá pozorování během severní zimy a jara planety. .
Distribuce plynu v atmosféře Saturnu se také mezi pozorováními JWST a Cassini lišila. Je to výsledek vzduchu stoupajícího z jižní polokoule a překračování rovníku Saturnu během jeho severní zimy a jižního léta, když kosmická loď NASA prováděla svá pozorování. Tento proces byl obrácen během severního léta a jižní zimy, během kterých JWST pozoroval planetu, což umožnilo výkonnému vesmírnému teleskopu pozorovat plyny chudé na uhlovodíky proudící ze severu na jih od Saturnu.
SOUVISEJÍCÍ PŘÍBĚHY:
— Pohled vesmírného dalekohledu Jamese Webba na Titan, nejpodivnější měsíc Saturnu, vědce těší
— Saturn vypadá na těchto syrových snímcích z vesmírného teleskopu Jamese Webba neuvěřitelně (fotografie)
— Saturnovy prstence jsou na první fotografii plynného obra pořízené vesmírným dalekohledem Jamese Webba nádherné
Saturn byl vybrán jako první cíl sluneční soustavy JWST k testování schopností dalekohledu za 10 miliard dolarů, protože jasná rotující planeta představuje výzvu pro malá zorná pole přístroje MIRI. MIRI může pozorovat pouze malý kousek Saturnu najednou kvůli jasnosti planety ve srovnání s některými z jejích dalších cílů, které jsou často miliardy světelných let daleko.
Obtížná povaha tohoto vyšetřování znamená, že na plánování těchto pozorování Saturnu se pracovalo asi 8 let před rokem 2022. I přes téměř deset let plánování Fletcher řekl, že on a tým byli ohromeni kvalitou dat poskytnutých JWST. , přičemž profesor University of Leicester popisuje práci jako vrchol kariéry.
“JWST může vidět ve vlnových délkách světla nepřístupných pro žádnou předchozí kosmickou loď, což vytváří vynikající soubor dat, který povzbudí chuť na další roky,” řekl Fletcher. „Tato práce na Saturnu je pouze první v programu k pozorování čtyř obřích planet a JWST nabízí schopnosti přesahující vše, co jsme měli v minulosti – pokud dokážeme získat tolik nových objevů z jediného pozorování jedinečného světa. , představte si, jaké objevy vás čekají?
Výzkum týmu je publikován v Journal of Geophysical Research Planets.