A James Webb Space Telescope és a Hubble Space Telescope példátlan együttműködésben vizsgálta a Szaturnusz bolygót, és az eredmény lenyűgöző: ugyanaz az égitest két teljesen eltérő „arcát” mutatja meg. A különböző hullámhosszakon végzett megfigyelések révén a kutatók most sokkal mélyebb és rétegzettebb képet kapnak a gyűrűs bolygó légköréről, mint valaha.
A Hubble az emberi szemhez közelebb álló, látható fényben figyeli a Szaturnuszt, így finom színkülönbségeket és a felhősávok részleteit tárja fel. Ezzel szemben a Webb infravörös tartományban dolgozik, ahol a légkör mélyebb rétegeibe is „belát”: nemcsak a felhők tetejét, hanem az alattuk rejtőző szerkezeteket és kémiai összetevőket is érzékeli. A két távcső együtt olyan, mintha szeletekre bontanánk a bolygó légkörét, és rétegről rétegre vizsgálnánk meg, miként működik ez az összetett, háromdimenziós rendszer.
A Hubble képe egy több mint egy évtizede futó megfigyelési program, az OPAL keretében készült 2024 augusztusában, míg a Webb néhány hónappal később, külön engedélyezett megfigyelési időben örökítette meg a bolygót. A két felvétel együtt különösen gazdag képet ad a Szaturnusz nyüzsgő légköréről.
A Webb infravörös képén például jól látható egy hosszú életű futóáramlás, az úgynevezett „szalaghullám”, amely az északi közepes szélességeken kígyózik. Nem messze tőle egy apró folt a 2011–2012-es hatalmas „tavaszi vihar” maradványa. A déli féltekén is több vihar rajzolódik ki, amelyek mind a felhők alatt húzódó erős szelek és hullámok hatására formálódnak. A Szaturnusz így valóságos természetes laboratórium, ahol a kutatók extrém körülmények között tanulmányozhatják az áramlástan törvényeit.
Mindkét távcső felvételein halványan kirajzolódik a bolygó egyik legkülönösebb jelensége is: az északi pólusnál található hatszög alakú jet stream, amelyet még a Voyager program fedezett fel 1981-ben. Ez a stabil, évtizedek óta fennálló struktúra a Naprendszer egyik legrejtélyesebb időjárási mintázata. A kutatók szerint a következő nagy felbontású megfigyelésekre egészen a 2040-es évekig várni kell, mivel az északi pólus hosszú, sötét télbe fordul.
Az infravörös képeken a Szaturnusz pólusai szürkészöld árnyalatban derengenek, ami különleges, körülbelül 4,3 mikronos hullámhosszon kibocsátott fényre utal. Ez a jelenség valószínűleg magaslégköri aeroszolokhoz köthető, de az is elképzelhető, hogy sarki fények okozzák, amikor töltött részecskék kölcsönhatásba lépnek a bolygó mágneses terével. A Hubble és a Webb már korábban is vizsgálta a Szaturnusz és más óriásbolygók sarki fényeit, új részleteket tárva fel ezekről a látványos jelenségekről.
A gyűrűk is egészen másként jelennek meg a két távcső képein. A Webb infravörös felvételén szinte vakítóan fényesek, mivel nagyrészt erősen visszaverő vízjégből állnak. A Hubble képén visszafogottabb a fényük, és jól láthatók a bolygóra vetülő árnyékaik. A gyűrűk finom szerkezetei, például a küllős mintázatok és a B gyűrű részletei is eltérően rajzolódnak ki, míg a külső F gyűrű a Webb képén éles és vékony, a Hubble-nél viszont csak halványan dereng.
A megfigyelések időzítése sem véletlen. A Szaturnusz keringése és a Föld helyzete folyamatosan változtatja a látószöget, ahonnan a bolygót látjuk. A 2024-es képek 14 hét különbséggel készültek, és azt a folyamatot mutatják, ahogy a Szaturnusz az északi nyárból a 2025-ös napéjegyenlőség felé halad. A következő években a déli félteke kerül majd egyre kedvezőbb megfigyelési helyzetbe.
A Hubble több évtizedes megfigyeléssorozata már eddig is részletes „időjárási naplót” adott a Szaturnuszról, követve a viharok, felhősávok és évszakos változások alakulását. A Webb most ehhez ad hozzá egy új dimenziót az infravörös érzékenységével, amely lehetővé teszi, hogy a kutatók még mélyebben megértsék a bolygó légkörének szerkezetét és dinamikáját.
