Сатурн десятилетиями ставил астрономов в тупик. Наблюдения показывали, что скорость вращения планеты со временем меняется, хотя для такого поведения не находилось убедительного объяснения.

Изображение: NASA/ESA/CSA

Проблема вновь привлекла внимание после данных аппарата «Кассини» (Cassini) в 2004 году. Измерения указывали на постепенное изменение скорости вращения Сатурна. При этом ученые понимали, что планета не может заметно ускоряться или замедляться за столь короткие промежутки времени. В 2021 году группа под руководством профессора Тома Сталларда (Tom Stallard) предложила другое объяснение. Исследователи пришли к выводу, что меняется не само вращение Сатурна, а электрические сигналы, связанные с его полярным сиянием. Однако причина атмосферных ветров, которые влияли на эти сигналы, тогда оставалась неизвестной.

Ответ помог найти космический телескоп Джеймса Уэбба (James Webb Space Telescope). Ученые непрерывно наблюдали северное полярное сияние Сатурна в течение одних сатурнианских суток и составили подробные карты температуры верхних слоев атмосферы. Для этого команда анализировала излучение триводородного катиона — молекулы, которая служит индикатором температуры.

Читайте: Телескоп JWST нашёл черную дыру массой 50 миллионов солнц, возникшую раньше своей галактики                

Новые данные показали, что энергия полярного сияния нагревает отдельные области атмосферы. Нагрев создает ветры, ветры формируют электрические токи, а они поддерживают активность самого полярного сияния. Этот цикл влияет на сигналы, которые ранее использовали для оценки скорости вращения планеты. Получается замкнутый круг. Ведущий исследователь, профессор Том Сталлард (Tom Stallard), называет это планетарным тепловым насосом, который подпитывает себя сам.

Открытие может касаться не только Сатурна. Специалисты нашли тесную связь между атмосферой и магнитосферой планеты. Активность в одном месте влияет на условия в другом, и этот обмен энергией остается стабильным долгое время. По мнению ученых, подобные процессы могут происходить и на других планетах.