El 25 de junio de 2023, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA recurrió al famoso mundo anillado Saturno para sus primeras observaciones del planeta en el infrarrojo cercano. Las imágenes iniciales de la NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) de Webb ya están fascinando a los investigadores.
Saturno en sí parece extremadamente oscuro en esta longitud de onda infrarroja observada por el telescopio, ya que el gas metano absorbe casi toda la luz solar que cae sobre la atmósfera. Sin embargo, los anillos helados permanecen relativamente brillantes, lo que lleva a la aparición inusual de Saturno en la imagen de Webb.
Esta imagen fue tomada como parte del programa Webb Guaranteed Time Observation 1247. El programa incluyó varias exposiciones muy profundas de Saturno, que fueron diseñadas para probar la capacidad del telescopio para detectar lunas débiles alrededor del planeta y sus anillos brillantes. Cualquier luna recién descubierta podría ayudar a los científicos a armar una imagen más completa del sistema actual de Saturno, así como su pasado.
Esta nueva imagen de Saturno muestra claramente detalles dentro del sistema de anillos del planeta, junto con varias de las lunas del planeta: Dione, Encelado y Tetis. Las exposiciones adicionales más profundas (que no se muestran aquí) permitirán al equipo sondear algunos de los anillos más débiles del planeta, no visibles en esta imagen, incluido el delgado anillo G y el anillo E difuso. Los anillos de Saturno están formados por una serie de fragmentos rocosos y helados: las partículas varían en tamaño desde más pequeñas que un grano de arena hasta unas pocas tan grandes como las montañas de la Tierra. Los investigadores utilizaron recientemente Webb para explorar Encelado, y encontraron un gran penacho que sale del polo sur de la luna que contiene partículas y abundantes cantidades de vapor de agua: este penacho alimenta el anillo E de Saturno.
La atmósfera de Saturno también muestra detalles sorprendentes e inesperados. Esta es la primera vez que la atmósfera del planeta se ha visto con esta claridad en esta longitud de onda particular (3,23 micras), que es exclusiva de Webb. Las estructuras grandes, oscuras y difusas en el hemisferio norte no siguen las líneas de latitud del planeta, por lo que esta imagen carece de la apariencia rayada familiar que se ve típicamente desde las capas atmosféricas más profundas de Saturno. La irregularidad es una reminiscencia de las ondas planetarias a gran escala en los aerosoles estratosféricos muy por encima de las nubes principales, potencialmente similares a las observadas en las primeras observaciones de Webb NIRCam de Júpiter.
Al comparar los polos norte y sur del planeta en esta imagen, las diferencias en apariencia son típicas con los cambios estacionales conocidos en Saturno. Por ejemplo, Saturno está experimentando actualmente el verano del norte, con el hemisferio sur emergiendo de la oscuridad al final de un invierno. Sin embargo, el polo norte es particularmente oscuro, tal vez debido a un proceso estacional desconocido que afecta a los aerosoles polares en particular. Un pequeño indicio de brillo hacia el borde del disco de Saturno podría deberse a la fluorescencia de metano a gran altitud (el proceso de emitir luz después de absorber la luz), la emisión del ion trihidrógeno (H3+) en la ionosfera, o ambos; la espectroscopia de Webb podría ayudar a confirmar esto.
Misiones como la Pioneer 11 de la NASA, las Voyagers 1 y 2, la nave espacial Cassini y el Telescopio Espacial Hubble han rastreado la atmósfera y los anillos de Saturno durante muchas décadas. Estas observaciones de Webb son solo una pista de lo que este observatorio agregará a la historia de Saturno en los próximos años.