Le télescope spatial James-Webb repère des structures inattendues dans l’atmosphère de Saturne

Grâce au télescope spatial James-Webb, les astronomes ont fait un grand pas en avant dans l’étude de Saturne. Pour la première fois, ils ont pu observer la haute atmosphère de la planète aux anneaux avec une précision sans précédent. Ils ont identifié des structures sombres, asymétriques et en forme d’étoile dans la haute atmosphère de Saturne, plus précisément dans son ionosphère et sa stratosphère.

Une analyse détaillée des émissions infrarouges

Selon le professeur Tom Stallard, de l’université de Northumbria, utiliser James-Webb a permis, pour la première fois, de capturer des observations aussi détaillées dans le proche infrarouge des aurores et des couches hautes de l’atmosphère de Saturne. Plutôt que de détecter de larges bandes d’émissions comme prévu, l’équipe a découvert des motifs délicats, ressemblant à des perles et à des étoiles. Ces structures, bien qu’éloignées en altitude, pourraient être interconnectées et éventuellement liées à l’hexagone de Saturne, situé plus profondément dans ses nuages. Pour l’instant, ces formations restent mystérieuses et inexpliquées.

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Les chercheurs ont étudié les émissions infrarouges d’ions H3+, une forme d’hydrogène chargée positivement, essentielle aux processus chimiques dans l’atmosphère de Saturne. Grâce au spectrographe proche infrarouge de James-Webb, ils ont pu examiner simultanément les ions H3+ dans l’ionosphère, à 1 100 km au-dessus de la surface de Saturne, et les molécules de méthane situées dans la stratosphère, à 600 km d’altitude.

Dans l’ionosphère, ils ont observé des motifs sombres en forme de perles, incrustés dans des halos lumineux d’aurores. Bien que ces structures soient restées stables pendant plusieurs heures, elles semblaient se déplacer lentement sur de plus longues périodes. Plus bas, à environ 500 km, une structure asymétrique en forme d’étoile a été découverte dans la stratosphère. Étendant ses bras du pôle nord de Saturne vers l’équateur, cette étoile présentait une particularité : seulement quatre de ses six branches étaient visibles, les deux autres ayant mystérieusement disparu.

Des découvertes inédites grâce à James-Webb

« Jusqu’à présent, la faible intensité des émissions de l’atmosphère supérieure de Saturne a rendu son étude extrêmement difficile avec les instruments disponibles », a souligné le professeur Stallard. « La sensibilité exceptionnelle de Webb a révolutionné notre capacité à explorer ces couches, dévoilant des structures inédites et uniques dans le Système solaire. »

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En cartographiant ces phénomènes, les scientifiques ont constaté que les structures de l’ionosphère et de la stratosphère semblaient s’aligner sur les mêmes régions de Saturne. Les bras étoilés émanaient directement des points correspondant à l’hexagone des nuages d’orage. 

Cette coïncidence suggère qu’il pourrait exister une sorte de « colonne atmosphérique », reliant plusieurs couches et traduisant des interactions dynamiques encore mal comprises. Les résultats de cette étude ont été publiés dans Geophysical Research Letters.

Une dynamique atmosphérique encore méconnue

Selon le professeur Stallard, les perles sombres pourraient résulter d’interactions complexes entre la magnétosphère de Saturne et son atmosphère en rotation, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes alimentant les aurores de la planète. De son côté, la forme en étoile asymétrique pourrait révéler des processus atmosphériques encore inconnus, potentiellement liés au célèbre motif hexagonal.

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Cependant, le lien entre ces structures reste à confirmer. « La correspondance apparente entre les perles sombres de l’ionosphère et le bras le plus marqué de l’étoile dans la stratosphère pourrait être significative, mais il est trop tôt pour en être sûr », a précisé Stallard.

Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour comprendre les mécanismes sous-jacents. Les astronomes espèrent disposer de plus de temps d’observation avec James-Webb, surtout en cette période critique de changement saisonnier. La planète est en effet proche de son équinoxe, un événement qui se produit environ tous les 15 ans terrestres, et l’évolution de l’hémisphère nord vers l’automne pourrait modifier radicalement ces structures.

Les chercheurs insistent sur l’importance d’obtenir de nouvelles observations avec James-Webb au cours des prochaines années. Contrairement aux télescopes terrestres, incapables de détecter ces émissions infrarouges faibles, seul James-Webb dispose de la sensibilité nécessaire pour suivre l’évolution de ces mystérieux phénomènes. Par ailleurs, une collision entre 5 galaxies observée par le télescope James-Webb laisse les astronomes perplexes.

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