Webb e Hubble compartilham a visão mais abrangente de Saturno até o momento.

Observações em infravermelho e luz visível mostram camadas e tempestades na atmosfera do planeta anelado.

Saturno (imagens de 2024 do Webb e do Hubble, sem ruído) Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. Wong (Universidade da Califórnia); Processamento de imagens: J. DePasquale (STScI) 

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA e o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA uniram forças para capturar novas imagens de Saturno, revelando o planeta de maneiras surpreendentemente diferentes.

Observando em comprimentos de onda complementares de luz, o Webb e o Hubble estão proporcionando aos cientistas uma compreensão mais rica e complexa da atmosfera do gigante gasoso. Ambos detectam a luz solar refletida pelas faixas de nuvens e névoas de Saturno, mas enquanto o Hubble revela sutis variações de cor por todo o planeta, a visão infravermelha do Webb detecta nuvens e substâncias químicas em diversas profundidades da atmosfera, desde as nuvens profundas até a tênue atmosfera superior.

Em conjunto, os cientistas conseguem "fatiar" a atmosfera de Saturno em múltiplas altitudes, como quem descasca as camadas de uma cebola. Cada telescópio revela uma parte diferente da história de Saturno, e as observações conjuntas ajudam os pesquisadores a compreender como a atmosfera de Saturno funciona como um sistema tridimensional interligado.

A imagem do Hubble aqui apresentada foi capturada em agosto de 2024 como parte de um programa de monitoramento com mais de uma década de duração, chamado OPAL ( Outer Planet Atmospheres Legacy ), enquanto a imagem do Webb foi capturada alguns meses depois, utilizando o Tempo Discricionário do Diretor.

As imagens recém-divulgadas destacam características da complexa atmosfera de Saturno.

Na imagem do Webb, uma corrente de jato de longa duração, conhecida como "onda em fita", serpenteia pelas latitudes médias do norte, influenciada por ondas atmosféricas indetectáveis ​​de outra forma. Logo abaixo, uma pequena mancha representa um remanescente da "Grande Tempestade da Primavera" de 2011-2012. Várias outras tempestades espalhadas pelo hemisfério sul de Saturno também são visíveis na imagem do Webb.

Todas essas características são moldadas por ventos e ondas poderosos sob a camada de nuvens visível, tornando Saturno um laboratório natural para o estudo da dinâmica de fluidos em condições extremas.

Diversas das pontas da icônica corrente de jato hexagonal de Saturno, em seu polo norte, descoberta pela sonda Voyager em 1981, também são vagamente visíveis em ambas as imagens. Ela permanece um dos padrões climáticos mais intrigantes do Sistema Solar. Sua persistência ao longo de décadas destaca a estabilidade de certos processos atmosféricos em larga escala em planetas gigantes. Provavelmente, estas serão as últimas imagens de alta resolução que veremos do famoso hexágono até a década de 2040, quando o polo norte entrará no inverno e mergulhará na escuridão por 15 anos.

Nas observações infravermelhas do Webb, os polos de Saturno aparecem com uma coloração cinza-esverdeada distinta, indicando emissão de luz em comprimentos de onda em torno de 4,3 micrômetros. Essa característica peculiar pode ser proveniente de uma camada de aerossóis em altas altitudes na atmosfera de Saturno, que dispersa a luz de maneira diferente nessas latitudes. Outra possível explicação é a atividade auroral, já que moléculas carregadas que interagem com o campo magnético do planeta podem produzir emissões luminosas próximas aos polos.

Hubble e Webb já exploraram as auroras de Saturno, forneceram informações sobre as espetaculares auroras de Júpiter também observadas com o Hubble , confirmaram as auroras de Urano vislumbradas em 2011 pelo Hubble e detectaram as auroras de Netuno pela primeira vez com o Webb .

Na imagem infravermelha do Webb, os anéis são extremamente brilhantes porque são feitos de gelo de água altamente refletivo. Em ambas as imagens, vemos a face iluminada dos anéis pelo Sol, um pouco menos na imagem do Hubble, daí as sombras visíveis por baixo no planeta.

Existem também características sutis nos anéis, como raios e estruturas no anel B (a região central espessa dos anéis), que aparecem de forma diferente entre os dois observatórios. O anel F, o anel mais externo, parece fino e nítido na imagem do Webb, enquanto apresenta apenas um leve brilho na imagem do Hubble.

A órbita de Saturno ao redor do Sol, combinada com a posição da Terra em sua órbita anual, determina nosso ângulo de visão variável da face e dos anéis de Saturno.

Essas observações de 2024, feitas com 14 semanas de intervalo, mostram o planeta se movendo do verão no hemisfério norte em direção ao equinócio de 2025. À medida que Saturno transita para a primavera no hemisfério sul e, posteriormente, para o verão no hemisfério sul na década de 2030, o Hubble e o Webb terão visões progressivamente melhores desse hemisfério.

As observações de Saturno feitas pelo Hubble ao longo de décadas construíram um registro da evolução de sua atmosfera. Programas como o OPAL, com seu monitoramento anual, permitiram que os cientistas rastreassem tempestades, padrões de faixas e mudanças sazonais ao longo do tempo. Agora, o Webb adiciona poderosos recursos de infravermelho a esse registro contínuo, ampliando o que os pesquisadores podem medir sobre a estrutura atmosférica e os processos dinâmicos de Saturno.

Esawebb.org