JWST a HST se dívají na Saturn v různém světle

Pozorování v infračerveném a viditelném světle ukazují vrstvy a bouře v atmosféře planety s prstencem. Pozorováním v komplementárních vlnových délkách světla poskytují Webb a Hubble vědcům bohatší a komplexnější pochopení atmosféry plynného obra. Oba teleskopy vnímají sluneční světlo odražené od pásů mraků a oparů Saturnu, ale zatímco Hubble odhaluje jemné barevné variace napříč planetou, Webbův infračervený pohled snímá mraky a chemické látky v mnoha různých hloubkách atmosféry, od hlubokých mraků až po řídké horní vrstvy atmosféry.

Společně mohou vědci efektivně „prořezávat“ Saturnovu atmosféru v různých výškách, jako by se loupaly vrstvy cibule. Každý dalekohled vypráví jinou část Saturnova příběhu a společná pozorování pomáhají vědcům pochopit, jak atmosféra funguje jako propojený trojrozměrný systém.

Snímek z Hubbleova dalekohledu, který zde vidíte, byl pořízen v rámci více než desetiletého monitorovacího programu s názvem OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) v srpnu 2024, zatímco snímek z Webbova teleskopu byl pořízen o několik měsíců později pomocí programu Director’s Discretionary Time. Nově zveřejněné snímky zdůrazňují prvky z rušné atmosféry Saturnu.

Na snímku z teleskopu Webb se dlouhodobě existující tryskové proudění vine severními středními planetárními šířkami, ovlivněné jinak nedetekovatelnými atmosférickými vlnami. Těsně pod ním malá skvrna představuje přetrvávající pozůstatek „Velké jarní bouře“ z let 2011 až 2012. Na snímku z Webbu je vidět i několik dalších bouří rozprostírajících se na jižní polokouli Saturnu.

Všechny tyto útvary jsou formovány silnými větry a vlnami pod viditelnou oblačnou vrstvou, což ze Saturnu dělá přirozenou laboratoř pro studium dynamiky tekutin v extrémních podmínkách.

Na obou snímcích je také slabě vidět několik špičatých okrajů ikonického hexagonálního tryskového proudění Saturnu na jeho severním pólu, které objevila kosmická sonda Voyager v roce 1981. Zůstává  jedním z nejzajímavějších meteorologických útvarů Sluneční soustavy. Jeho trvání po celá desetiletí zdůrazňuje stabilitu určitých rozsáhlých atmosférických procesů na obřích planetách. Toto jsou pravděpodobně poslední snímky slavného šestiúhelníku ve vysokém rozlišení, které uvidíme až do 40. let 21. století, kdy na severním pólu začne zima a na 15 let se ponoří do tmy.

Při infračervených pozorováních provedených Webbem se Saturnovy póly jeví zřetelně šedozelené, což naznačuje světlo vyzařující na vlnových délkách kolem 4,3 mikronu. Tento zřetelný rys by mohl pocházet z vrstvy aerosolů ve vysokých výškách v atmosféře, která v těchto šířkách rozptyluje světlo odlišně. Dalším možným vysvětlením je polární aktivita, kdy nabité molekuly interagující s magnetickým polem planety mohou v blízkosti pólů produkovat zářící emise.

Observatoře Hubble a Webb již prozkoumaly polární záře na Saturnu, poskytly vhled do velkolepých polárních září na Jupiteru, které také pozoroval Hubble, potvrdily polární záře na Uranu, které v roce 2011 zahlédl Hubble, a poprvé byla pomocí Webba detekována polární záře na Neptunu.

Na infračerveném snímku z Webbova dalekohledu jsou prstence extrémně jasné, protože jsou tvořeny vysoce reflexním vodním ledem. Na obou snímcích vidíme Sluncem osvětlenou plochu prstenců, na snímku z Hubbleova dalekohledu o něco méně, proto jsou na planetě viditelné stíny pod nimi.

Existují také jemné prvky prstenců, jako jsou paprsky a struktura v prstenci B (tlustá centrální oblast prstenců), které se mezi oběma observatořemi jeví odlišně. Prstenec F, nejvzdálenější prstenec, vypadá na snímku z Webbova dalekohledu tenký a ostřejší, zatímco na snímku z Hubbleova dalekohledu jen mírně září.

Oběžná dráha Saturnu kolem Slunce v kombinaci s polohou Země na její dráze určuje náš měnící se úhel pohledu na Saturn a jeho prstence.

Tato pozorování z roku 2024, pořízená s odstupem 14 týdnů, ukazují, že se planeta pohybuje od léta na severu k rovnodennosti roku 2025. Jak Saturn přechází do jižního jara a později jižního léta ve 30. letech 21. století, Hubble a Webb budou mít postupně lepší pohled na tuto polokouli.

Hubbleova pozorování Saturnu po celá desetiletí vytvořila záznam o vyvíjející se atmosféře planety. Programy jako OPAL s jeho každoročním monitorováním umožnily vědcům sledovat bouře, pásové struktury a sezónní změny v průběhu času. Webb nyní k tomuto probíhajícímu záznamu přidává výkonné infračervené možnosti, které rozšiřují to, co vědci mohou měřit o atmosférické struktuře a dynamických procesech Saturnu.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2606/?lang a https://www.universetoday.com/articles/nasas-webb-and-hubble-telescopes-look-at-saturn-in-a-different-light

autor: František Martinek