Onderzoek van de atmosfeer van de planeet Saturnus met behulp van de Webb-ruimtetelescoop heeft complexe structuren aan het licht gebracht die nooit eerder op een planeet in ons zonnestelsel zijn waargenomen (Geophysical Research Letters). ‘Het was voor het eerst dat we zulke gedetailleerde waarnemingen in het infrarood hebben kunnen doen van de aurora en de hoge atmosfeer van Saturnus’, aldus Stallard. ‘De resultaten waren een complete verrassing: we kregen een fijnmazig patroon van kralen en ‘sterren’ te zien die, ondanks dat ze sterk in hoogte verschilden, op de een of andere manier met elkaar verbonden leken te zijn. Deze ontdekking kwam volkomen onverwacht is vooralsnog compleet onverklaarbaar.’ Het internationale onderzoeksteam, bestaande uit drieëntwintig wetenschappers van instituten in het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten en Frankrijk, deed de ontdekkingen op 29 oktober 2024 tijdens een tien uur durende waarneemsessie met de Webb-ruimtetelescoop. Het team richtte zich op de detectie van infrarood-emissies door een positief geladen moleculaire vorm van waterstof, H₃⁺, die een sleutelrol speelt bij reacties in de atmosfeer van Saturnus en dus waardevolle inzichten kan opleveren over de chemische en fysische processen die daar plaatsvinden. Met de nabij-infraroodspectrograaf van Webb kon het team tegelijkertijd H₃⁺-ionen in de ionosfeer, elfhonderd kilometer boven het denkbeeldige oppervlak van Saturnus, en methaan-moleculen in de onderliggende stratosfeer, op een hoogte van zeshonderd kilometer, waarnemen. In het elektrisch geladen plasma van de ionosfeer ontdekte het team een aantal donkere, kraalachtige structuren die urenlang stabiel bleven, maar mettertijd langzaam leken te verschuiven. Ongeveer vijfhonderd kilometer lager, in de stratosfeer van Saturnus, ontdekte het team een asymmetrisch stervormig patroon. Deze vreemde, scheve structuur strekte zich uit van de noordpool van Saturnus tot aan de evenaar. Nadat de exacte locaties van de structuren in kaart waren gebracht, ontdekten de wetenschappers dat ze op verschillende niveaus boven een en dezelfde plek lagen: het zeshoekige stormgebied rond de noordpool van de planeet. Dit suggereert dat de processen die de patronen aansturen mogelijk invloed hebben op een kolom die zich over de hele atmosfeer van Saturnus uitstrekt. ‘Het asymmetrische sterpatroon duidt op tot nog toe onbekende processen in de stratosfeer van Saturnus, die mogelijk verband houden met het zeshoekige stormpatroon dat dieper in de atmosfeer van Saturnus wordt waargenomen’, aldus Stallard. Hoewel beide kenmerken belangrijke implicaties kunnen hebben voor ons begrip van de atmosferische processen op grote gasplaneten, is er meer onderzoek nodig om de onderliggende oorzaken te kunnen vinden. (EE)
(Image credit: NASA/ESA/CSA/Stallard et al 2025)
