A NASA két zászlóshajó-űrtávcsöve közös adatgyűjtése révén a csillagászok háromdimenziós modellként elemezhetik a gázóriás légkörét és gyűrűrendszerét.
A csillagászati megfigyelések történetében ritkán adódik lehetőség arra, hogy két ennyire eltérő technológiai alapokon nyugvó eszköz, mint a James Webb (JWST) és a Hubble (HST) űrtávcső, szimultán vizsgálja ugyanazt az égitestet. A NASA, az ESA és a CSA legújabb adatközlése szerint a Szaturnuszról készült kombinált felvételek nem csupán esztétikai élményt nyújtanak, hanem kritikus fontosságú adatokat szolgáltatnak a bolygó légkörének vertikális szerkezetéről.
A multispektrális „hagyma-módszer”
A kutatók a két távcső adatait ötvözve képesek voltak „felszeletelni” a Szaturnusz légkörét, hasonlóan egy hagyma rétegeinek lehántásához. Míg a Hubble a látható fény tartományában (WFC3/UVIS műszer) a felső felhőzet ammóniakristályai és szénhidrogénjei (például metán) által visszavert napfényt rögzíti, addig a Webb infravörös szenzorai (NIRCam) mélyebbre hatolnak.
A Webb adatai lehetővé teszik a felhőzet és a kémiai összetevők vizsgálatát különböző mélységekben, a sűrű alsóbb rétegektől egészen a ritka felső légkörig. Ez a szinergia segít megérteni a Szaturnusz légkörét mint egy összefüggő, háromdimenziós dinamikai rendszert, kiegészítve a Cassini-szonda 2017-ben lezárult missziójának eredményeit.
Jet streamek és a „szalag-hullám” rejtélye
A Webb infravörös felvételein egy különleges, hosszú életű futóáramlat, az úgynevezett „ribbon wave” (szalag-hullám) látható az északi közepes szélességi körökön. Ezt a jelenséget olyan atmoszférikus hullámok befolyásolják, amelyek más hullámhosszakon szinte észlelhetetlenek.
Közvetlenül ez alatt a 2010–2012-es „Nagy Tavaszi Vihar” maradványai is azonosíthatók, bizonyítva, hogy a gázóriás légköre évtizedes léptékben is megőrzi a szélsőséges időjárási események nyomait. Az északi pólusnál található ikonikus hexagonális jet stream szélei szintén feltűnnek a képeken, bár a kutatók figyelmeztetnek: ez az utolsó nagy felbontású pillantásunk a hatszögre a 2040-es évekig, mivel az északi pólus hamarosan 15 éves téli sötétségbe borul.
Spektrális összehasonlítás: Hubble vs. Webb
Az alábbi táblázat összefoglalja a két űrtávcső megfigyelései közötti legfontosabb technikai és vizuális különbségeket:
| Megfigyelési szempont | Hubble Űrtávcső (WFC3/UVIS) | James Webb Űrtávcső (NIRCam) |
|---|---|---|
| Spektrum | Látható fény és UV | Közeli infravörös |
| Légköri mélység | Felső felhőzet és ködök | Mély felhőrétegek és felső légkör |
| Gyűrűk megjelenése | Természetes színek, markáns árnyékok | Rendkívül fényes (vízjég reflexió) |
| Pólusok színe | Sárgás-barna árnyalatok | Szürkés-zöld (4,3 mikronos emisszió) |
| Fő tudományos cél | Hosszú távú monitorozás (OPAL) | Kémiai összetétel és mélységi dinamika |
A pólusok szürkészöld ragyogása
A Webb felvételein a Szaturnusz pólusai jellegzetes szürkészöld árnyalatban mutatkoznak, ami a 4,3 mikronos hullámhosszon mért emissziónak köszönhető. Erre a jelenségre a tudósok két lehetséges magyarázatot adtak:
1. Magaslati aeroszolok: Olyan részecskék, amelyek ezeken a szélességi körökön eltérő módon szórják a fényt.
2. Auróra-tevékenység: A bolygó mágneses mezejével kölcsönhatásba lépő töltött molekulák sugárzása.
A gyűrűrendszer és a szezonális változások
A gyűrűk a Webb képén vakítóan fehérek, mivel szinte tisztán vízjégből állnak, amely az infravörös tartományban rendkívül magas reflektivitással bír. Érdekes megfigyelni az F-gyűrűt, amely a Webb felvételén éles és vékony, míg a Hubble képén csak halvány derengésként van jelen.
A 2024-es megfigyelések, amelyek mindössze 14 hét különbséggel készültek, rögzítették a bolygó átmenetét az északi nyárból a 2025-ös napéjegyenlőség felé. Ahogy a Szaturnusz halad a déli tavasz, majd a 2030-as években esedékes déli nyár felé, a két távcső egyre jobb rálátást biztosít majd a déli féltekére, lehetővé téve a szezonális változások eddigi legpontosabb dokumentálását.
