Op 25 juni 2023 richtte NASA's James Webb ruimtetelescoop zich op de beroemde ringenplaneet Saturnus voor zijn eerste nabij-infrarood waarnemingen van de planeet. De eerste beelden van Webb's NIRCam (Near-Infrared Camera) fascineren onderzoekers nu al. Saturnus zelf lijkt extreem donker op deze infrarode golflengte waargenomen door de telescoop, omdat methaangas bijna al het zonlicht absorbeert dat op de atmosfeer valt.
De ijzige ringen blijven echter relatief helder, wat leidt tot het ongebruikelijke uiterlijk van Saturnus in het Webb-beeld. Deze foto is gemaakt als onderdeel van Webb Guaranteed Time Observation programma 1247. Het programma omvatte een aantal zeer diepe belichtingen van Saturnus, die bedoeld waren om te testen of de telescoop in staat was om zwakke manen rond de planeet en zijn heldere ringen te detecteren. Nieuw ontdekte manen kunnen wetenschappers helpen om een completer beeld te krijgen van het huidige systeem van Saturnus en zijn verleden.
Dit nieuwe beeld van Saturnus toont duidelijk details binnen het ringenstelsel van de planeet, samen met verschillende manen van de planeet - Dione, Enceladus en Tethys. Met extra diepere belichtingen (hier niet te zien) kan het team enkele van de zwakkere ringen van de planeet onderzoeken, die niet zichtbaar zijn op deze foto, waaronder de dunne G-ring en de diffuse E-ring. De ringen van Saturnus bestaan uit een reeks rotsachtige en ijzige fragmenten - de deeltjes variëren in grootte van kleiner dan een zandkorrel tot een paar zo groot als bergen op aarde. Onderzoekers hebben onlangs Webb gebruikt om Enceladus te onderzoeken en vonden een grote pluim die uit de zuidpool van de maan komt en die zowel deeltjes als overvloedige hoeveelheden waterdamp bevat - deze pluim voedt de E-ring van Saturnus.
De atmosfeer van Saturnus vertoont ook verrassende en onverwachte details. Hoewel het Cassini-ruimteschip de atmosfeer helderder heeft geobserveerd, is dit de eerste keer dat de atmosfeer van de planeet zo helder is gezien op deze specifieke golflengte (3,23 micron), die uniek is voor Webb. De grote, donkere, diffuse structuren op het noordelijk halfrond volgen niet de breedtelijnen van de planeet, dus dit beeld mist het bekende gestreepte uiterlijk dat gewoonlijk te zien is bij de diepere atmosferische lagen van Saturnus. De lappendeken doet denken aan grootschalige planetaire golven in de stratosferische aërosolen hoog boven de hoofdwolken, mogelijk vergelijkbaar met de golven die te zien waren in vroege Webb NIRCam-waarnemingen van Jupiter.
Wanneer we de noordelijke en zuidelijke polen van de planeet op deze afbeelding vergelijken, zijn de verschillen in uiterlijk typerend voor bekende seizoensveranderingen op Saturnus. Zo beleeft Saturnus momenteel de noordelijke zomer, terwijl het zuidelijk halfrond uit de duisternis komt aan het einde van een winter. De noordpool is echter bijzonder donker, misschien als gevolg van een onbekend seizoensproces dat vooral invloed heeft op poolaërosolen. Een klein lichtpuntje aan de rand van de schijf van Saturnus kan te wijten zijn aan methaanfluorescentie op grote hoogte (het proces waarbij licht wordt uitgezonden nadat het licht is geabsorbeerd), emissie van het trihydrogeenion (H3+) in de ionosfeer, of beide; spectroscopie van Webb kan dit helpen bevestigen.
Missies zoals NASA's Pioneer 11, Voyagers 1 en 2, het Cassini-ruimteschip en de Hubble-ruimtetelescoop hebben de atmosfeer en ringen van Saturnus decennialang gevolgd. Deze waarnemingen van Webb zijn slechts een voorproefje van wat dit observatorium de komende jaren aan het verhaal van Saturnus zal toevoegen, wanneer het wetenschappelijke team diep in de gegevens duikt om resultaten voor te bereiden die door vakgenoten zijn beoordeeld.
Foto: NASA/ESA/CSA
Bron: NASA
