Спустя 20 лет учёные наконец разгадали тайну Сатурна

Астрономы раскрыли причину колебаний скорости вращения Сатурна, которые ранее ставили учёных в тупик. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics, источник изменений кроется не в ядре планеты, а в процессах, протекающих в верхних слоях её атмосферы.

История вопроса началась в 2004 году, когда космический аппарат «Кассини» зафиксировал аномальные отклонения в скорости вращения Сатурна. Полученные данные свидетельствовали о том, что этот показатель меняется с течением времени. Такое поведение противоречило базовым законам механики: в отсутствие внешних воздействий планета не должна самопроизвольно ускоряться или замедляться.

Разгадку помогли найти новые наблюдения — на этот раз с помощью телескопа «Уэбб». Они показали, что источник сигнала, который ранее принимали за показатель вращения ядра, на самом деле расположен не в недрах Сатурна. Учёные выяснили: его создают атмосферные процессы на большой высоте.

Механизм выглядит следующим образом:

1. В верхних слоях атмосферы возникают мощные ветры.

2. Эти ветры генерируют электрические токи.

3. Токи запускают полярное сияние.

4. Излучение полярного сияния ранее ошибочно воспринималось как индикатор скорости вращения планеты.

Чтобы детально изучить этот механизм, исследователи в течение одних сатурнианских суток (10 часов 33 минуты) наблюдали за северным полярным сиянием. В фокусе их внимания было излучение молекулы H₃⁺, позволяющее точно оценивать температуру. На основе собранных данных учёные построили подробную карту распределения тепла в атмосфере Сатурна.

Анализ показал, что наиболее нагретые зоны полностью совпадают с областями, куда поступает энергия от полярного сияния. Это подтвердило существование замкнутого цикла: полярное сияние нагревает атмосферу, тепло порождает ветры, ветры формируют электрические токи, а токи поддерживают само сияние.

Авторы исследования подчёркивают: открытие имеет значение не только для изучения Сатурна. Оно демонстрирует двустороннее взаимодействие атмосферы и магнитосферы — энергия передаётся не только из космоса к планете, но и в обратном направлении. Эти данные потребуют пересмотра существующих моделей для других газовых гигантов Солнечной системы.