Po raz pierwszy 25 czerwca 2023 roku Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykonał zachwycające zdjęcie Saturna, jego ikonicznych pierścieni w odcieniach koloru „złotego” i niektórych księżyców. Już wstępnie opracowane zdjęcie z kamery NIRCam zachwyciło astronomów. Sam Saturn wydaje się bardzo ciemny w bliskiej podczerwieni (długość fali λ=3,23μm). Metan pochłania prawie całe światło słoneczne wpadające do atmosfery planety. Natomiast lodowe pierścienie pozostają względnie jasne – co tworzy niezwykły widok „ciemnego” Saturna.
Tytułowe zdjęcie zostało wykonane w ramach programu obserwacyjnego 1247, którego celem jest uzyskanie serii silnie naświetlonych zdjęć Saturna. Te zdjęcia zostały zrobione po to, aby przetestować możliwości Teleskopu Webba do detekcji słabych księżyców wokół tej planety oraz jasnych jego pierścieni. Każdy nowo-odkryty księżyc może pomóc astronomom stworzyć zarówno bardziej kompletny, aktualny obraz układu Saturna, jak i jego przeszłości.
Świecące pierścienie Saturna
Na nowym zdjęciu Saturna wyraźnie widać szczegóły układu jego pierścieni. Widać również kilka księżyców Saturna – Dione, Enceladusa oraz Tetydę. Dodatkowe ekspozycje, które nie zostały pokazane w tym materiale, pozwolą zespołowi astronomów również zbadać niektóre słabsze pierścienie Saturna. Naukowcy liczą na uzyskanie lepszego obrazu cienkiego pierścienia G oraz rozmytego pierścienia E. Pierścienie Saturna składają się z mnóstwa kawałków skał i lodu. Ich wielkości są w zakresie od rozmiarów mniejszych niż ziarnko piasku, aż do tak dużych (kilka obiektów), jak góry na Ziemi.
Ostatnio astronomowie wykorzystali obserwacje z Teleskopu Webba by badać Enceladusa i odkryli ekstremalnie duży pióropusz wodny rozciągający się aż na ponad 10 tysięcy kilometrów, który został wyrzucony z okolic południowego bieguna tego księżyca Saturna. Ten pióropusz zasila w materię pierścień E Saturna.
Na ilustracji: Pierwsze zdjęcie Saturna z niektórymi jego księżycami wykonane przez Teleskop Webba i kamerę NIRCam w dniu 25 czerwca 2023 roku. Są oznaczone księżyce, które widać na zdjęciu oraz pierścienie Saturna. Jest to monochromatyczny obraz w filtrze F323N (λ=3,23μm) - zamapowany jako odcień barwy pomarańczowej. Źródło: NASA, ESA, CSA, Matthew Tiscareno (SETI Institute), Matthew Hedman (University of Idaho), Maryame El Moutamid (Cornell University), Mark Showalter (SETI Institute), Leigh Fletcher (University of Leicester), Heidi Hammel (AURA), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI
Saturn z bliska
Atmosfera Saturna również prezentuje zaskakujące i nieoczekiwane szczegóły. Mimo, że sonda Cassini obserwowała szczegółowo atmosferę tej planety, to teraz po raz pierwszy zaobserwowaliśmy również atmosferę Saturna w konkretnej długości fali λ=3,23μm. Duże, ciemne i rozmyte struktury na północnej półkuli nie rozciągają się wzdłuż równoleżników planety. Dlatego na zdjęciu nie widzimy paskowych struktur, które pochodzą z głębszych warstw atmosfery Saturna. Te niejednorodności przypominają wielkoskalowe fale planetarne w stratosferycznych aerozolach, które znajdują się wysoko powyżej głównych chmur – potencjalnie podobne do wcześniejszych obserwacji Jowisza za pomocą Teleskopu Webba.
Gdy porównać okolicę północnego i południowego bieguna planety na tym zdjęciu, to widać różnice w wyglądzie typowe dla zmian sezonowych. Na przykład aktualnie na północnej półkuli Saturna panuje lato, a południowa półkula wyłania się z ciemności na koniec długiej zimy. Jednakże północna półkula jest szczególnie ciemna, co może być spowodowane nieznanym zjawiskiem sezonowym, które w szczególności ma wpływ na aerozole znajdujące się nad obszarem biegunowym. Pojaśnienie w kierunku brzegu dysku Saturna może być spowodowane fluorescencją (proces emisji światła, po wcześniejszej jego absorpcji) metanu na dużej wysokości, emisją pochodzącą od cząsteczek kationu trójwodoru (H3+) w jonosferze lub obu procesów. Spektroskopia z pomocą Teleskopu Webba może pomóc to potwierdzić.
Zdjęcia Jowisz z 2022 roku wykonane Teleskopem Webba – do porównania z obecnym ujęciem Saturna
Na ilustracji: Zdjęcie Jowisza zrobione Teleskopem Webba z kamerą NIRCam w trzech barwach / filtrach – F360M (czerwony), F212N (żółto-zielony) i F150W2 (cyjan/niebieskozielony) z uwzględnieniem rotacji planety.
Na zdjęciu nad północnym i południowym biegunem Jowisza widać zorze polarne mapowane odcieniami koloru czerwonego. Ten kolor posiada również światło odbite od niżej położonych chmur oraz zamgleń w górnej części atmosfery Jowisza. Odcieniami koloru żółtego i zielonego są mapowane zamglenia wirujące wokół północnego i południowego bieguna planety. Natomiast kolorem niebieskim jest mapowane światło, które odbija się od głębszej, głównej warstwy chmur atmosfery Jowisza.
Źródło: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; opracowanie zdjęcia Judy Schmidt (projekt nauki obywatelskiej)
Na ilustracji: Zdjęcie Jowisza zrobione Teleskopem Webba z kamerą NIRCam – w dwóch barwach / filtrach: F212N (pomarańczowy) i F335M (cyjan/niebieskozielony) – oraz w dwóch wersjach: bez etykiet (u góry), z etykietami (na dole).
Na zdjęciu widać szczegóły atmosfery Jowisza (np. gigantyczne burze, potężne wiatry, zorze polarne), jego pierścienie (około milion razy słabsze niż planeta), niektóre małe księżyce (Amaltea, Adrastea), a nawet galaktyki w tle (rozmyte plamki).
Słynna burza – Wielka Czerwona Plama, trwająca w atmosferze Jowisza już od co najmniej 400 lat, wydaje się biała na zdjęciu – podobnie jak inne chmury. Jest to spowodowane odbijaniem dużej ilości światła słonecznego. W przeciwieństwie do tego, ciemne pasma na północ od obszaru równikowego mają małe pokrycie chmurami.
Na tym zdjęciu jeżeli coś jest jasne, to znaczy, że jest wysoko w atmosferze Jowisza. Dlatego Wielka Czerwona Plama posiada takie zamglenia na dużej wysokości – podobnie jak obszar równikowy. Liczne jasne, białe plamy i pasemka są najprawdopodobniej bardzo wysokimi wierzchołkami chmur z burz konwekcyjnych.
Źródło: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; opracowanie zdjęcia Ricardo Hueso (UPV/EHU) i Judy Schmidt (projekt nauki obywatelskiej)
Więcej informacji:
- Saturn's Rings Shine in Webb's Spectacular Infrared Portrait
- Surowe zdjęcia Saturna z Teleskopu Webba
- Webb’s Jupiter Images Showcase Auroras, Hazes
- Portal Urania: Teleskop Webba zarejestrował ekstremalnie duży pióropusz wodny wyrzucony z Enceladusa
Opracowanie: Ryszard Biernikowicz
Źródło: NASA, ESA, CSA
Na ilustracji: Wykonane przez Teleskop Webba i kamerę NIRCam w dniu 25 czerwca 2023 roku pierwsze zdjęcie Saturna z jego ikonicznymi pierścieniami w odcieniach koloru „złotego” i trzema księżycami: Dione, Enceladus i Tetyda. Źródło: NASA, ESA, CSA, Matthew Tiscareno (SETI Institute), Matthew Hedman (University of Idaho), Maryame El Moutamid (Cornell University), Mark Showalter (SETI Institute), Leigh Fletcher (University of Leicester), Heidi Hammel (AURA), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)
