Les astronomes utilisant le télescope spatial de la NASA / ESA James Webb ont détecté une série de caractéristiques sombres, en forme de perles et asymétriques en forme d’étoile dans l’ionosphère et la stratosphère de Saturne.
« Cette occasion d’utiliser Webb a été la première fois que nous avons pu faire de telles observations détaillées sur l’infrarouge de l’Aurora et de l’atmosphère supérieure de Saturne. Les résultats ont été une surprise totale », a déclaré le professeur de l’Université de Northumbria, Tom Stallard.
«Nous avons prévu de voir les émissions dans de larges bandes aux différents niveaux.»
« Au lieu de cela, nous avons vu des modèles à grande échelle de perles et d’étoiles qui, bien que nous avons été séparés par d’énormes distances en altitude, peuvent être interconnectés en quelque sorte – et peuvent également être liés au célèbre hexagone plus profondément dans les nuages de Saturne. »
« Ces caractéristiques étaient complètement inattendues et, à l’heure actuelle, sont complètement inexpliquées. »
Les chercheurs se sont concentrés sur la détection des émissions infrarouges par une forme moléculaire chargée positivement d’hydrogène, H3+qui joue un rôle clé dans les réactions dans l’atmosphère de Saturne et peut donc fournir des informations précieuses sur les processus chimiques et physiques au travail.
Le spectrographe près de Webb près de l’infrarouge a permis aux scientifiques d’observer simultanément H3+ Les ions de l’ionosphère, 1 100 km au-dessus de la surface nominale de Saturne et des molécules de méthane dans la stratosphère sous-jacente, à une altitude de 600 km.
Dans le plasma chargé de l’électricité de l’ionosphère, ils ont observé une série de caractéristiques sombres en forme de perles incrustées dans des halos auroraux brillants.
Ces structures sont restées stables pendant des heures mais semblaient dériver lentement sur des périodes plus longues.
Environ 500 km plus bas, dans la stratosphère de Saturne, l’équipe a découvert une caractéristique asymétrique en forme d’étoile.
Cette structure inhabituelle s’est étendue du pôle Nord de Saturne vers l’équateur.
Seuls quatre des six bras de l’étoile étaient visibles, avec deux mystérieusement manquants, créant un motif déséquilibré.
« L’atmosphère supérieure de Saturne s’est révélée incroyablement difficile à étudier avec des missions et des installations de télescope à ce jour en raison des émissions extrêmement faibles de cette région », a déclaré le professeur Stallard.
« La sensibilité incroyable de Webb a révolutionné notre capacité à observer ces couches atmosphériques, révélant des structures qui sont complètement différentes de tout ce que nous avons vu auparavant sur n’importe quelle planète. »
Les auteurs ont cartographié les emplacements exacts des caractéristiques et ont constaté qu’ils ont superposé la même région de Saturne à différents niveaux, les bras de l’étoile semblant émaner de positions directement au-dessus des points de l’hexagone au niveau de la tempête-nuage.
Cela suggère que les processus qui conduisent les modèles peuvent influencer une colonne s’étendant à travers l’atmosphère de Saturne.
« Nous pensons que les perles sombres peuvent résulter d’interactions complexes entre la magnétosphère de Saturne et son atmosphère rotative, offrant potentiellement de nouvelles informations sur l’échange d’énergie qui entraîne Aurora de Saturne », a déclaré le professeur Stallard.
« Le modèle d’étoile asymétrique suggère des processus atmosphériques inconnus opérant dans la stratosphère de Saturne, peut-être lié au modèle de tempête hexagonale observé plus profondément dans l’atmosphère de Saturne. »
« Sizant, les perles les plus sombres de l’ionosphère semblent s’aligner avec le bras d’étoile le plus fort de la stratosphère, mais il n’est pas clair à ce stade s’ils sont réellement liés ou s’il s’agit simplement d’une coïncidence. »
Bien que les deux fonctionnalités puissent avoir des implications importantes pour comprendre la dynamique atmosphérique sur les planètes géantes du gaz, plus de travail est nécessaire pour fournir des explications pour les causes sous-jacentes.
L’équipe espère que le temps supplémentaire pourrait être accordé à l’avenir pour effectuer des observations de suivi de Saturne avec Webb pour explorer davantage les fonctionnalités.
Avec la planète à son équinoxe, qui se produit environ tous les 15 ans de terre, les structures peuvent changer considérablement alors que l’orientation de Saturne vers le soleil se déplace et que l’hémisphère nord se déplace en automne.
« Étant donné qu’aucune couche atmosphérique ne peut être observée à l’aide de télescopes au sol, la nécessité d’observations de suivi Webb pendant cette période clé du changement saisonnier sur Saturne est pressante », a déclaré le professeur Stallard, auteur principal d’un article publié dans la revue Lettres de recherche géophysique.
Les auteurs ont également présenté les résultats ce mois-ci au Réunion conjointe EPSC-DPS2025 à Helsinki, Finlande.
