Сатурн против учебников физики. «Джеймс Уэбб» разоблачил планету, которая годами скрывала реальную скорость
NewsMakerИсследование с участием James Webb меняет взгляд на связь атмосферы и магнитного поля у газовых гигантов.
Сатурн десятилетиями сбивал астрономов с толку почти фокусом. Планета словно меняла скорость вращения в зависимости от способа измерения, хотя для гиганта таких размеров подобное поведение выглядело абсурдно. Новая работа с данными телескопа James Webb предлагает разгадку: виноват не «капризный» Сатурн, а замкнутый цикл, который поддерживают полярные сияния, нагрев атмосферы и высотные ветры.
Странность заметили еще в 2004 году после наблюдений аппарата Cassini. Сигналы указывали, будто период вращения Сатурна со временем меняется. Такая картина плохо укладывалась в физику планет: без внешнего воздействия газовый гигант не должен внезапно ускоряться или замедляться. Позже исследователи предположили, что измерения отражают не работу глубоких недр, а процессы в верхних слоях атмосферы. Высотные ветры создают электрические токи, а токи формируют авроральный сигнал, который и маскируется под изменение вращения.
Проблема заключалась в другом: требовалось понять, откуда берутся столь мощные ветры. Ответ искали с помощью James Webb Space Telescope. Астрономы непрерывно наблюдали северное сияние Сатурна на протяжении целых сатурнианских суток, которые длятся 10 часов 33 минуты. Такой режим позволил проследить, как меняются температура и плотность вещества в авроральной области почти в реальном времени.
Ключом к разгадке стал ион H₃⁺, или тригидроген-катион. Молекула светится в инфракрасном диапазоне и помогает оценивать температуру верхней атмосферы. По свечению H₃⁺ ученые построили детальные карты полярных районов Сатурна. Прежние измерения давали слишком большую погрешность, около 50 градусов, поэтому тонкие закономерности просто тонули в шуме. James Webb повысил точность примерно в десять раз и впервые показал тонкую структуру зон нагрева и охлаждения.
Сатурн десятилетиями сбивал астрономов с толку почти фокусом. Планета словно меняла скорость вращения в зависимости от способа измерения, хотя для гиганта таких размеров подобное поведение выглядело абсурдно. Новая работа с данными телескопа James Webb предлагает разгадку: виноват не «капризный» Сатурн, а замкнутый цикл, который поддерживают полярные сияния, нагрев атмосферы и высотные ветры.
Странность заметили еще в 2004 году после наблюдений аппарата Cassini. Сигналы указывали, будто период вращения Сатурна со временем меняется. Такая картина плохо укладывалась в физику планет: без внешнего воздействия газовый гигант не должен внезапно ускоряться или замедляться. Позже исследователи предположили, что измерения отражают не работу глубоких недр, а процессы в верхних слоях атмосферы. Высотные ветры создают электрические токи, а токи формируют авроральный сигнал, который и маскируется под изменение вращения.
Проблема заключалась в другом: требовалось понять, откуда берутся столь мощные ветры. Ответ искали с помощью James Webb Space Telescope. Астрономы непрерывно наблюдали северное сияние Сатурна на протяжении целых сатурнианских суток, которые длятся 10 часов 33 минуты. Такой режим позволил проследить, как меняются температура и плотность вещества в авроральной области почти в реальном времени.
Ключом к разгадке стал ион H₃⁺, или тригидроген-катион. Молекула светится в инфракрасном диапазоне и помогает оценивать температуру верхней атмосферы. По свечению H₃⁺ ученые построили детальные карты полярных районов Сатурна. Прежние измерения давали слишком большую погрешность, около 50 градусов, поэтому тонкие закономерности просто тонули в шуме. James Webb повысил точность примерно в десять раз и впервые показал тонкую структуру зон нагрева и охлаждения.