Долгие десятилетия астрономы не могли понять, почему скорость вращения Сатурна словно бы меняется. Теперь загадка решена. Дело в том, что ключевую роль играют полярные сияния. Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Все началось с получения данных зонда «Кассини» в 2004 году. Аппарат зафиксировал странные колебания скорости вращения газового гиганта. Но планеты не могут так быстро ускоряться или тормозить — значит, ошибка крылась в другом.
В 2021 году команда Тома Сталларда из Университета Нортумбрии предположила, что на самом деле меняется не вращение планеты, а электрические сигналы от ее полярных сияний. На них влияют ветры в верхних слоях атмосферы, искажая расчеты. Однако природа этих ветров оставалась тайной.
Чтобы докопаться до сути, ученые направили телескоп «Уэбб» на северное сияние Сатурна. Телескоп следил за ним непрерывно в течение полного сатурнианского дня. Анализировали инфракрасное свечение иона H₃⁺ — своеобразного термометра для верхней атмосферы.
Новые измерения оказались в десять раз точнее прежних. Исследователи впервые составили детальные карты температуры и заряженных частиц в районе сияний и обнаружили локальные зоны нагрева и охлаждения.
Энергия сияний нагревает отдельные участки атмосферы, из-за перепада температур возникают ветры, а те порождают электрические токи. Токи, в свою очередь, подпитывают сами сияния. Так замыкается петля, создающая у наблюдателей иллюзию нестабильного вращения планеты.