Ученые раскрыли загадку вращения Сатурна после многолетних исследований

Астрономы смогли разрешить одну из самых загадочных проблем, связанных с планетой Сатурн. Исследования, проведённые с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб", показали, что наблюдаемые изменения в скорости вращения планеты не являются результатом реального ускорения или замедления.

Согласно статье, опубликованной в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics, эти изменения вызваны сложным взаимодействием, связанным с полярным сиянием и ветрами в атмосфере Сатурна. Полярное сияние на северном полюсе планеты инициирует непрерывный цикл нагрева, ветров и электрических токов, что искажает сигналы, используемые для измерения скорости вращения, создавая ложное впечатление изменения этого параметра.

Научная загадка возникла несколько десятилетий назад, но получила новый виток в 2004 году, когда данные космического аппарата "Кассини" NASA продемонстрировали несоответствие ожидаемой скорости вращения Сатурна. Это было трудно объяснить, учитывая, что гигантские планеты обычно не изменяют скорость вращения за короткие периоды.

В 2021 году исследовательская группа под руководством профессора Тома Сталларда из университета Нортумбрии предположила, что причина кроется не в самой планете, а в верхних слоях её атмосферы, где ветры влияют на электрические сигналы, связанные с полярным сиянием.

Для проверки данной гипотезы учёные использовали телескоп "Джеймс Уэбб" для наблюдения северного полярного сияния Сатурна в течение полного дня планеты. В центре внимания была светимость ионов тройного водорода, которые служат естественным индикатором температуры верхних слоёв атмосферы.

Полученные данные позволили создать наиболее точные на сегодняшний день карты температур и плотности заряженных частиц в полярном регионе. Результаты показали, что энергия, выделяемая полярным сиянием, нагревает отдельные участки атмосферы, вызывая сильные ветры, которые, в свою очередь, порождают электрические токи, поддерживающие полярное сияние в самоподдерживающемся цикле.

Профессор Сталлард описал этот процесс как "планетарный тепловой насос", в котором полярное сияние нагревает атмосферу, вызывая ветры и электрические токи, которые затем питают само сияние. Эти наблюдения предоставили недостающие доказательства, объясняющие кажущиеся изменения скорости вращения Сатурна и закрыли многолетний научный вопрос.

Значение открытия выходит за пределы Сатурна. Результаты указывают на тесную связь между атмосферой и магнитным полем планеты, что может иметь место и на других планетах внутри и за пределами Солнечной системы.

Учёные считают, что понимание таких взаимодействий в будущем поможет раскрыть новые механизмы, управляющие атмосферой удалённых планет и их связью с окружающим космосом, открывая перспективы для изучения эволюции планет и условий, пригодных для жизни во Вселенной.