Timp de ani de zile, Saturn părea să facă ceva imposibil: să-și schimbe viteza de rotație, de parcă gigantul planetar s-ar fi antrenat în secret pentru probele olimpice de patinaj viteză. Acest rezultat derutant i-a lăsat pe oamenii de știință să se scarpine în cap, probabil în gravitație zero. Acum, cercetătorii care folosesc Telescopul Spațial James Webb (JWST) spun că au rezolvat în sfârșit misterul, iar vinovatul este, natural, un spectacol de lumini spectaculos.

Noile descoperiri, publicate în Journal of Geophysical Research: Space Physics, dezvăluie că aurora lui Saturn conduce un ciclu puternic care implică căldură, vânturi și curenți electrici, putând face ca planeta să pară că se rotește la viteze diferite, în funcție de cum o măsori. Puzzle-ul datează de zeci de ani, dar a primit atenție reînnoită după ce sonda Cassini a NASA, în 2004, a sugerat că viteza de rotație a lui Saturn se schimba treptat – un rezultat greu de explicat, deoarece planetele nu-și modifică pur și simplu vitezele de rotație pe termene scurte, cam ca părerea mătușii tale despre pizza cu ananas.

În 2021, o echipă condusă de profesorul Tom Stallard de la Universitatea Northumbria a propus o explicație diferită: rotația lui Saturn nu se schimba de fapt. În schimb, semnalele electrice legate de aurora planetei erau afectate de vânturile din atmosfera superioară a lui Saturn, generând curenți electrici care alterau semnalul auroral folosit de oamenii de știință pentru a estima rotația planetei. Deși acel studiu explica măsurătorile înșelătoare, rămânea o întrebare majoră: ce conducea acele vânturi atmosferice?

Pentru a investiga, Stallard și colegii săi au apelat la Telescopul Spațial James Webb, observând regiunea aurorală nordică a lui Saturn continuu timp de o întreagă zi saturniană. Echipa s-a concentrat pe lumina infraroșie emisă de o moleculă cunoscută sub numele de cation trihidrogen, care se formează în atmosfera superioară a lui Saturn și servește ca indicator natural al temperaturii. Analizând strălucirea sa, au creat cele mai detaliate hărți produse vreodată ale temperaturilor și densităților de particule încărcate din regiunea aurorală a lui Saturn. Îmbunătățirea preciziei a fost dramatică: măsurătorile anterioare aveau incertitudini de aproximativ 50 de grade Celsius, dar observațiile JWST au fost de aproximativ zece ori mai precise, permițând oamenilor de știință să identifice pentru prima dată modele localizate de încălzire și răcire.

Noile date s-au potrivit îndeaproape cu predicțiile modelelor computerizate dezvoltate cu mai bine de un deceniu în urmă. Cu toate acestea, modelele au funcționat doar dacă sursa încălzirii atmosferice era localizată exact acolo unde cele mai puternice particule aurorale intră în atmosfera lui Saturn. Rezultatele indică faptul că aurora lui Saturn face mult mai mult decât să creeze un spectacol de lumini orbitoare – este, în esență, o pompă de căldură planetară. Energia depusă de auroră încălzește regiuni specifice ale atmosferei, generând vânturi, care apoi creează curenți electrici. Acești curenți ajută la alimentarea aurorei în sine, care continuă să încălzească atmosfera și să susțină întregul ciclu.

Cercetătorul principal, profesorul Tom Stallard, a declarat: „Ceea ce vedem este, în esență, o pompă de căldură planetară. Aurora lui Saturn își încălzește atmosfera, atmosfera conduce vânturile, vânturile produc curenți care alimentează aurora, și așa mai departe. Sistemul se autoîntreține.” El a adăugat că aceste noi observații, făcute posibile de JWST, oferă în sfârșit dovezile necesare pentru a închide bucla unui mister care i-a nedumerit pe oamenii de știință timp de zeci de ani.

Descoperirea poate avea o semnificație mult dincolo de o singură planetă. Cercetătorii au găsit dovezi că atmosfera și magnetosfera lui Saturn – vasta regiune a spațiului modelată de câmpul magnetic al planetei – sunt strâns legate, activitatea din atmosferă influențând condițiile din magnetosferă, în timp ce magnetosfera alimentează energia înapoi în atmosferă. Acest schimb continuu ar putea ajuta la explicarea de ce procesul rămâne stabil pe perioade lungi – și, potrivit cercetătorilor, interacțiuni similare ar putea avea loc și pe alte planete. „Dacă condițiile atmosferice ale unei planete pot conduce curenți în spațiu...”