Slika prikazuje asimetričnu temperaturnu strukturu otkrivenu u radu, onako kako je primećena sa JWST-a. One su pomerene u odnosu na mesto gde struje teku u i sa planete, ali na kraju krajeva, vetrovi generisani ovim temperaturnim pomakom su ono što pokreće te struje. Izvor: NASA/ESA/CSA, Tom Stalard (Univerzitet Nortumbrija), Melina Tevenot, Makarena Garsija Marin (STScI/ESA)

Saturn ima tajnu. Decenijama je ova planeta prkosila osnovnim zakonima fizike. Džinovska planeta koja menja brzinu svoje rotacije? To bi trebalo da bude nemoguće. Ipak, podaci sa letelice Cassini iz 2004. godine pokazali su upravo to – "nemoguće" fluktuacije u spinu planete. Kako masivno nebesko telo može tako naglo da menja svoj tempo? Ova zagonetka decenijama je ostala jedna od najvećih misterija našeg solarnog sistema.

Kada vetrovi postanu satovi

Prvi pravi proboj dogodio se 2021. godine. Profesor Tom Stallard sa Univerziteta Northumbria otkrio je da sama planeta zapravo ne menja brzinu. Reč je o iluziji. Vetrovi u gornjim slojevima atmosfere stvaraju električne struje koje emituju specifične auroralne i radio signale.

Naučnici su ove signale koristili kao "kosmički sat" za merenje rotacije. Međutim, vetrovi su manipulisali tim signalima, stvarajući privid promene brzine spina. Iako je ovo objasnilo šta se dešava, ključno pitanje je ostalo: šta pokreće te vetrove i zašto su oni toliko postojani?

JWST kao ultimativna lupa

Odgovor je pružio svemirski teleskop James Webb (JWST). Koristeći svoju superiornu infracrvenu osetljivost, JWST je pratio molekul trihidrogen-katjona (H3+). Ovaj molekul se nalazi isključivo u gornjoj atmosferi (jonosferi) i služi kao savršen prirodni termometar jer emituje svetlost u infracrvenom spektru.

Tehnološki skok koji je doneo JWST je revolucionaran:

• Prethodna merenja: Imala su marginu greške od oko 50 stepeni Celzijusa. To je bilo suviše neprecizno da bi se uočile suptilne varijacije u toploti, primoravajući naučnike da se oslanjaju na gruba usrednjavanja podataka.
• JWST tehnologija: Povećala je preciznost za deset puta. Po prvi put, naučnici su mogli da vide neasimetričnudistribuciju toplote i gustine čestica, što je otkrilo precizne tačke gde se energija uliva u atmosferu.

Samoodrživi sistem polarne svetlosti

JWST je otkrio da Saturnova aurora (polarna svetlost) nije samo dekorativni fenomen. Ona je srce aktivnog energetskog sistema. Podaci su potvrdili postojanje neasimetričnog toplotnog odstupanja koje direktno pokreće atmosferske procese.

Ovaj mehanizam funkcioniše kao stabilan ciklus povratne sprege: aurora zagreva atmosferu na specifičnim mestima, ta neasimetrična toplota stvara snažne vetrove, a ti vetrovi generišu električne struje koje se vraćaju nazad i ponovo napajaju auroru.

Profesor Tom Stallard objašnjava ovaj fenomen kao sistem koji "hrani sam sebe":

„Ono što vidimo je u suštini planetarna toplotna pumpa. Saturnova aurora zagreva njegovu atmosferu, atmosfera pokreće vetrove, vetrovi proizvode struje koje napajaju auroru, i tako u krug. Sistem se sam održava.“

Ovaj "feedback loop" je ključan jer objašnjava neverovatnu stabilnost signala tokom decenija. Sistem je toliko moćan da održava postojan tempo "lažnog sata", decenijama zavaravajući naše instrumente.

Novi pogled na daleke svetove

Ovo otkriće fundamentalno menja našu sliku o gasovitim džinovima. Do sada smo atmosferu i magnetosferu (prostor oblikovan magnetnim poljem) posmatrali kao odvojene entitete. Saturn nam je pokazao da su oni neraskidivo povezani u dvosmernoj razmeni energije.

Ovi rezultati imaju direktne implikacije na istraživanje egzoplaneta u našoj galaksiji. Ako atmosferski uslovi mogu direktno da kontrolišu električne struje koje se protežu duboko u svemir, onda razumeti šta se dešava u stratosferama udaljenih svetova znači razumeti njihovu celokupnu energetsku dinamiku. Možda se slične "toplotne pumpe" kriju u atmosferama stotina drugih gasovitih džinova koje JWST tek treba da istraži.

Zatvaranje kruga misterije

Zahvaljujući moćnom "oku" James Webb teleskopa, nauka je konačno zatvorila krug otvoren pre više od dvadeset godina. Misterija Saturnove rotacije nije bila u fizičkom okretanju planete, već u kompleksnom plesu energije između jonosfere i okolnog svemira.

https://scitechdaily.com/