Замкнутый процесс. Телескоп Джеймса Вебба помог ученым объяснить, почему Сатурн вращается с разной скоростью
Сатурн (Фото: nasa.gov)
Телескоп Джеймса Уэбба помог ученым объяснить, почему Сатурн казался вращающимся с разной скоростью: причиной оказался замкнутый процесс между полярными сияниями планеты и ее атмосферой, который создает обманчивый сигнал.
Об этом пишет издание Interesting Engineering.
Десятилетиями Сатурн удивлял ученых: в зависимости от способа измерения его вращение выглядело разным, хотя для планеты это невозможно. Это ставило под сомнение понимание процессов на далеких планетах.
Проблему начали исследовать еще после наблюдений миссии Cassini в 2004 году. Тогда выяснилось, что сигнал, по которому определяли вращение, может исходить не из ядра планеты, а из ее верхних слоев атмосферы. Там сильные ветры создают электрические токи, которые имитируют изменение скорости вращения.
Но оставалось непонятным, что именно запускает эти мощные ветры.
Чтобы это выяснить, исследователи использовали космический телескоп Джеймса Уэбба. Они непрерывно наблюдали за северным полярным сиянием Сатурна в течение полного дня на планете, который длится 10 часов 33 минуты.
Ключевую роль в открытии сыграла молекула H₃⁺. Она светится в инфракрасном диапазоне и позволяет измерять температуру в верхних слоях атмосферы. С ее помощью ученые создали точные карты температуры и плотности частиц над полюсами Сатурна.
Новые данные оказались примерно в десять раз точнее предыдущих. Они показали, что самые горячие участки атмосферы совпадают с зонами, где энергия полярного сияния входит в атмосферу.
Исследователи описывают это как «планетарный тепловой насос»: полярное сияние нагревает атмосферу, это создает ветры, ветры генерируют токи, которые снова усиливают сияние. Система поддерживает сама себя.
Ученые отмечают, что ранее знали о странной скорости вращения Сатурна и влиянии ветров, но не понимали их причину. Новые наблюдения позволили полностью объяснить этот процесс.
Открытие важно не только для Сатурна. Оно показывает тесную связь между атмосферой планеты и ее магнитным полем. Атмосфера может влиять на процессы в окружающем космическом пространстве.
Это может изменить подход к изучению других газовых гигантов и даже экзопланет, где подобные процессы также могут влиять на поведение атмосферы.
