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Le osservazioni infrarosse e visibili mostrano strati e tempeste nell’atmosfera del pianeta.
Il telescopio spaziale NASA/ESA/CSA James Webb e il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno unito le forze per catturare nuove viste di Saturno, rivelando il pianeta in modi sorprendentemente diversi.
Osservando in lunghezze d’onda complementari della luce, Webb e Hubble stanno fornendo agli scienziati una comprensione più ricca e stratificata dell’atmosfera del gigante gassoso.
Entrambi percepiscono la luce solare riflessa dalle nuvole e dalle foschie a bande di Saturno, ma mentre Hubble rivela sottili variazioni di colore sul pianeta, la visuale infrarossa di Webb percepisce nuvole e sostanze chimiche a molte profondità nell’atmosfera, dalle nuvole profonde alla fragile alta atmosfera.
Insieme, gli scienziati possono effettivamente ‘tagliare’ l’atmosfera di Saturno a più altitudini, come quando si staccano gli strati di una cipolla.
Ogni telescopio racconta una parte diversa della storia di Saturno, e le osservazioni insieme aiutano i ricercatori a comprendere come funziona l’atmosfera di Saturno come sistema tridimensionale connesso.
L’immagine di Hubble vista qui è stata catturata come parte di un programma di monitoraggio durato oltre un decennio chiamato OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) nell’agosto 2024, mentre l’immagine di Webb è stata catturata alcuni mesi dopo utilizzando il Director’s Discretionary Time.
Le nuove immagini pubblicate mettono in evidenza caratteristiche dell’atmosfera frenetica di Saturno.
Nell’immagine di Webb, un getto a getto di lunga durata noto come “onda a nastro” serpeggia attraverso le latitudini medie settentrionali, influenzato da onde atmosferiche altrimenti non rilevabili.
Poco sotto, una piccola macchia rappresenta un residuo residuo della “Grande Tempesta Primaverile” del 2011-2012. Diverse altre tempeste che punteggiano l’emisfero sud di Saturno sono visibili anche nell’immagine di Webb.
Tutte queste caratteristiche sono plasmate da potenti venti e onde sotto il visibile strato nuvoloso, rendendo Saturno un laboratorio naturale per lo studio della dinamica dei fluidi in condizioni estreme.
Diversi dei bordi appuntiti dell’iconico getto esagono di Saturno al suo polo nord, scoperti dalla sonda Voyager nel 1981, sono anch’essi debolmente visibili in entrambe le immagini.
Rimane uno dei modelli meteorologici più intriganti del Sistema Solare.
La sua persistenza per decenni evidenzia la stabilità di alcuni processi atmosferici su larga scala su pianeti giganti.
Questi saranno probabilmente gli ultimi sguardi ad alta risoluzione che vedremo del famoso esagono fino agli anni 2040, quando il polo nord entra in inverno e si sposterà nell’oscurità per 15 anni.
Nelle osservazioni infrarosse di Webb, i poli di Saturno appaiono nettamente grigio-verdi, indicando luce emessa a lunghezze d’onda intorno a 4,3 micron.
Questa caratteristica distintiva potrebbe derivare da uno strato di aerosol ad alta quota nell’atmosfera di Saturno che disperdono la luce in modo diverso a quelle latitudini.
Un’altra possibile spiegazione è l’attività aurorale, poiché molecole cariche che interagiscono con il campo magnetico del pianeta possono produrre emissioni luminose vicino ai poli.
Hubble e Webb hanno già esplorato le aurore di Saturno, fornito informazioni sulle spettacolari aurore di Giove viste anche con Hubble, confermato le aurore di Urano intraviste nel 2011 da Hubble e rilevato per la prima volta le aurore di Nettuno con Webb.
Nell’immagine infrarossa di Webb, gli anelli sono estremamente luminosi perché sono fatti di ghiaccio d’acqua altamente riflettente.
In entrambe le immagini vediamo il volto illuminato dal sole degli anelli, un po’ meno nell’immagine di Hubble, da qui le ombre visibili sotto sul pianeta.
Ci sono anche sottili caratteristiche degli anelli come raggi e strutture nell’anello B (la regione centrale spessa degli anelli) che appaiono in modo diverso tra i due osservatori.
L’anello F, l’anello più esterno, appare sottile e nitido nell’immagine di Webb, mentre nell’immagine di Hubble brilla solo leggermente.
L’orbita di Saturno attorno al Sole, combinata con la posizione della Terra nella sua orbita annuale, determina il nostro angolo di visione variabile del volto e dell’anello di Saturno.
Queste osservazioni del 2024, effettuate a 14 settimane di distanza, mostrano il pianeta che si muove dall’estate settentrionale verso l’equinozio del 2025.
Con la transizione di Saturno verso la primavera australe e la fine dell’estate meridionale negli anni ’30, Hubble e Webb avranno viste progressivamente migliori di quell’emisfero.
Le osservazioni di Saturno da parte di Hubble per decenni hanno costruito un registro della sua atmosfera in evoluzione.
Programmi come OPAL, con il suo monitoraggio annuale, hanno permesso agli scienziati di monitorare tempeste, schemi di bande e variazioni stagionali nel tempo. Webb aggiunge ora potenti capacità infrarosse a questo record in corso, estendendo ciò che i ricercatori possono misurare sulla struttura atmosferica di Saturno e sui processi dinamici.
NASA, ESA, CSA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. Wong (University of California); Image Processing: J. DePasquale (STScI)
