Астрономы объяснили давнюю загадку Сатурна: почему при разных измерениях планета будто бы вращалась с разной скоростью. Новое исследование с использованием телескопа James Webb показало, что дело не в самом вращении гиганта, а в сложной самоподдерживающейся системе, связанной с его полярными сияниями.

Проблема возникла ещё после наблюдений аппарата Cassini в 2004 году: данные указывали на то, что скорость вращения Сатурна меняется со временем. Это выглядело странно, поскольку планета не может просто так заметно ускоряться или замедляться без внешнего воздействия. Позже учёные предположили, что сигнал идёт не от внутренних слоёв планеты, а от процессов в её атмосфере.

Чтобы проверить это, исследователи наблюдали северное сияние Сатурна в течение полного сатурнианского дня — 10 часов 33 минут. С помощью James Webb они отслеживали свечение трехатомного иона водорода (H3+), который позволяет определять температуру и плотность частиц в верхней атмосфере. Новые данные оказались примерно в 10 раз точнее прежних измерений и впервые позволили увидеть детальные зоны нагрева и охлаждения.

Выяснилось, что самые горячие области точно совпадают с зонами, куда поступает энергия полярного сияния. По сути, сияния нагревают атмосферу, нагретая атмосфера создаёт ветры, ветры формируют электрические токи, а эти токи, в свою очередь, поддерживают сияния. Именно этот замкнутый цикл создаёт сигнал, который раньше ошибочно связывали с изменением скорости вращения планеты.

Авторы работы считают, что открытие важно не только для Сатурна. Оно показывает, насколько тесно могут быть связаны атмосфера планеты и её магнитосфера, и может изменить подход к изучению других газовых гигантов.