James Webb Uzay Teleskobu’ndan (JWST) verileri kullanan Satürn’ün atmosferik yapısı üzerine bir çalışma, güneş sistemimizdeki herhangi bir gezegende daha önce görünmeyen karmaşık ve gizemli özellikleri ortaya çıkarmıştır.
Sonuçlar, Helsinki’deki EPSC-DPS2025 Ortak Toplantısında Northumbria Üniversitesi’nden Prof Tom Stallard tarafından sunuldu ve dergide yayınlandı. Jeofizik Araştırma Mektupları.
Stallard, “Bu JWST’yi kullanma fırsatı, Satürn’ün Aurora ve Üst Atmosferinin bu kadar ayrıntılı yakın kızılötesi gözlemlerini ilk kez yapabildik. Sonuçlar tam bir sürpriz olarak geldi.” Dedi.
Diyerek şöyle devam etti: “Bunun yerine, çeşitli seviyelerde geniş bantlarda emisyon görmeyi bekledik. Bunun yerine, yüksek yükseklikte büyük mesafelerle ayrılmasına rağmen, bir şekilde birbirine bağlı olabilecek ince ölçekli boncuk ve yıldız kalıpları gördük ve aynı zamanda Satürn’ün bulutlarındaki ünlü altıgen derinliğe bağlanabilir.
İngiltere, ABD ve Fransa’daki kurumlardan 23 bilim insanını içeren uluslararası araştırmacı ekibi, Satürn’ün JWST’nin görüşünün altında döndüğü için 29 Kasım 2024’te 10 saatlik sürekli bir gözlem döneminde keşifler yaptı.
Ekip, Satürn atmosferindeki reaksiyonlarda önemli bir rol oynayan ve böylece işyerinde kimyasal ve fiziksel süreçler hakkında değerli bilgiler sağlayabilen, olumlu yüklü bir moleküler hidrojen formu H₃⁺ ile kızılötesi emisyonları tespit etmeye odaklandı.
JWST’nin yakın kızılötesi spektrografı, ekibin, Satürn’ün nominal yüzeyinden 1.100 kilometre yukarısındaki iyonosferden H₃⁺ iyonlarını ve altta yatan stratosferdeki metan moleküllerini 600 kilometre yükseklikte gözlemlemesine izin verdi.
İyonosferin elektrikle yüklenen plazmasında, ekip parlak auroral halelere gömülü bir dizi karanlık, boncuk benzeri özellik gözlemledi. Bu yapılar saatlerce kararlı kaldı, ancak daha uzun sürelerde yavaşça sürüklendiği görülüyor.
Yaklaşık 500 kilometre daha düşük, Satürn’ün stratosferinde ekip asimetrik yıldız şeklindeki bir özellik keşfetti. Bu olağandışı yapı, Satürn’ün Kuzey Kutbu’ndan ekvatora doğru uzandı. Yıldızın altı kolundan sadece dördü görülebiliyordu, iki gizemli bir şekilde eksik, eğilimli bir desen yarattı.
Stallard, “Satürn’ün üst atmosferinin bu bölgeden çok zayıf emisyonlar nedeniyle bugüne kadar görevler ve teleskop tesisleri ile çalışmak inanılmaz derecede zor olduğunu kanıtladı.” Dedi.
“JWST’nin inanılmaz hassasiyeti, bu atmosferik katmanları gözlemleme yeteneğimizde devrim yarattı ve daha önce herhangi bir gezegende gördüğümüz hiçbir şeye benzemeyen yapıları ortaya çıkardı.”
Ekip, özelliklerin kesin yerlerini haritaladı ve aynı Satürn bölgesini farklı seviyelerde kapladıklarını, yıldızın kollarının fırtına-bulut seviyesi altıgen noktalarının hemen üzerindeki pozisyonlardan çıktığını gördü. Bu, desenleri yönlendiren süreçlerin, Satürn’ün atmosferi boyunca uzanan bir sütunu etkileyebileceğini düşündürmektedir.
“Karanlık boncukların Satürn’ün manyetosferi ve dönen atmosferi arasındaki karmaşık etkileşimlerden kaynaklanabileceğini düşünüyoruz ve potansiyel olarak Satürn’ün Aurora’sını yönlendiren enerji değişimine yeni bakış açıları sağlıyor. Asimetrik yıldız paterni, daha önce bilinmeyen atmosferik süreçlerin Satürn’ün stratosferinde faaliyet gösterdiğini ve Sadongonal fırtına, stalbed’e bağlı olarak, stalbers gözlemlenen destanına bağlı olduğunu gösteriyor.
“Tantalizasyonla, iyonosferdeki en karanlık boncuklar stratosferdeki en güçlü yıldız kolu ile sıralanıyor gibi görünüyor, ancak bu noktada gerçekten bağlı olup olmadıkları veya sadece bir tesadüf olup olmadığı belli değil.”
Her iki özelliğin de gaz devi gezegenler üzerindeki atmosferik dinamikleri anlamak için önemli etkileri olsa da, altta yatan nedenler için açıklamalar sağlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Ekip, gelecekte JWST ile Satürn’ün takip gözlemlerini gerçekleştirmek için ek sürenin verilebileceğini umuyor. Gezegen, yaklaşık 15 Dünya yılında bir meydana gelen ekinoksunda, Satürn’ün güneş değiştikçe ve Kuzey Yarımküre sonbaharda hareket ettikçe yapılar önemli ölçüde değişebilir.
Stallard, “Zemin tabanlı teleskoplar kullanılarak hiçbir atmosferik tabaka gözlemlenemediğinden, Satürn’teki mevsimsel değişimin bu önemli zamanında JWST takip gözlemlerine duyulan ihtiyaç baskı yapıyor.”
