Webb y Hubble comparten la visión más completa de Saturno hasta hoy

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Observaciones en ondas infrarrojas y visibles, muestran capas y tormentas en la atmósfera del planeta anillado. El Telescopio Espacial James Webb y el Telescopio Espacial Hubble unieron fuerzas para capturar nuevas imágenes de Saturno, revelando el planeta de maneras sorprendentemente diferentes y cambiantes.

Una comparación lado a lado de Saturno observado en diferentes longitudes de onda y momentos muestra cuán diferente se ve en el infrarrojo, a la izquierda, en comparación con la luz visible, a la derecha. La imagen de la izquierda está etiquetada como Saturno, luz infrarroja del Webb, 29 de noviembre de 2024. La imagen de la derecha está etiquetada como Saturno, luz visible del Hubble, 22 de agosto de 2024. En el infrarrojo, Saturno tiene bandas horizontales, con bandas en los polos norte y sur que aparecen de un naranja más oscuro y se aclaran a un tono tostado a medida que se acercan al ecuador. Los polos norte y sur brillan con un gris verdoso. Los anillos aparecen en un blanco neón helado. Los puntos blancos representan varias de las lunas de Saturno. En luz visible, las bandas horizontales de Saturno aparecen de un amarillo pálido, con algunas bandas hacia el polo norte y sur que tienen un tono azul claro. Los anillos aparecen de un blanco brillante, brillando ligeramente menos que la imagen infrarroja del Webb. Los puntos blancos representan varias de las lunas de Saturno. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. Wong (University of California); Image Processing: J. DePasquale (STScI)

Al observar en longitudes de onda de luz complementarias, los telescopios Webb y Hubble brindan a los científicos una comprensión más rica y detallada de la atmósfera del gigante gaseoso. Ambos detectan la luz solar reflejada por las nubes y brumas de Saturno, pero mientras que el Hubble revela sutiles variaciones de color en todo el planeta, la visión infrarroja del Webb detecta nubes y sustancias químicas a diferentes profundidades en la atmósfera, desde las nubes masivas hasta la tenue atmósfera superior.

En conjunto, los científicos que utilizaron los telescopios mencionados pueden “cortar” la atmósfera de Saturno a diferentes altitudes, como si pelaran las capas de una cebolla. Cada telescopio revela una parte distinta de la historia de Saturno, y las observaciones en conjunto ayudan a los investigadores a comprender cómo funciona la atmósfera de Saturno como un sistema tridimensional interconectado.

La imagen del Hubble que se ve en este artículo fue capturada como parte de un programa de monitoreo de más de una década de duración llamado OPAL (Legado de las atmósferas de los planetas exteriores), o (Outer Planet Atmospheres Legacy) en agosto de 2024, mientras que la imagen del Webb fue capturada unos meses después utilizando el Tiempo Discrecional del Director.

Estas nuevas imágenes revelan las características de la compleja atmósfera de Saturno.

La visión del Telescopio James Webb
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En la imagen del Telescopio Webb, una corriente en chorro de larga duración, conocida como la “onda de cinta”, serpentea por las latitudes medias del hemisferio norte, influenciada por ondas atmosféricas que de otro modo serían indetectables. Justo debajo, una pequeña mancha representa un remanente persistente de la “Gran Tormenta de Primavera” de 2011-2012. Varias otras tormentas dispersas por el hemisferio sur de Saturno también son visibles en la imagen del Webb.

Todas estas particularidades están determinadas por los fuertes vientos y las olas que se encuentran bajo la capa de nubes visible, lo que convierte a Saturno en un laboratorio natural para estudiar la dinámica de fluidos en condiciones extremas.

¿Son patrones climáticos?
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En ambas imágenes se aprecian tenuemente varios de los bordes puntiagudos de la icónica corriente en chorro hexagonal de Saturno en su polo norte, descubierta por la sonda Voyager en 1981. Sigue siendo uno de los fenómenos meteorológicos más fascinantes del Sistema Solar. Su persistencia durante décadas pone de manifiesto la estabilidad de ciertos procesos atmosféricos a gran escala en los planetas gigantes. Es probable que estas sean las últimas imágenes de alta resolución que veamos del famoso hexágono hasta la década de 2040, cuando el polo norte entre en invierno y se sumerja en la oscuridad por 15 años.

Este vídeo muestra imágenes de Saturno captadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, que revelan el planeta en luz infrarroja y visible. El Hubble resalta sutiles bandas de nubes y variaciones de color, mientras que la visión infrarroja del Webb explora diferentes capas atmosféricas, mostrando tormentas, ondas y estructuras de anillos brillantes con un detalle asombroso. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. Wong (University of California) J. DePasquale (STScI), N. Bartmann (ESA/Webb). Música: Stellardrone - Twilight

En las observaciones infrarrojas del Telescopio Webb, los polos de Saturno aparecen con un distintivo color gris verdoso, lo que indica la emisión de luz en longitudes de onda cercanas a los 4,3 micras. Esta característica particular podría deberse a una capa de aerosoles a gran altitud en la atmósfera de Saturno que dispersa la luz de manera diferente en esas latitudes. Otra posible explicación es la actividad auroral, ya que las moléculas cargadas que interactúan con el campo magnético del planeta pueden producir emisiones luminosas cerca de los polos.

Los telescopios Hubble y Webb ya han explorado las auroras de Saturno, aportaron aportado información sobre las espectaculares auroras de Júpiter, también observadas con el Hubble, han confirmado las auroras de Urano vislumbradas en 2011 por el Hubble y han detectado las auroras de Neptuno por primera vez con el Webb.

En la imagen infrarroja del Telescopio Webb, los anillos son extremadamente brillantes porque están compuestos de hielo de agua altamente reflectante. En ambas imágenes, vemos la cara de los anillos iluminada por el sol, aunque un poco menos en la imagen del Hubble, de ahí las sombras visibles en la parte inferior del planeta.

También existen detalles sutiles en los anillos, como radios y estructura en el anillo B (la región central más gruesa de los anillos), que se ven diferentes entre los dos observatorios. El anillo F, el más externo, se ve delgado y nítido en la imagen del Webb, mientras que en la del Hubble apenas brilla.

La órbita de Saturno alrededor del Sol, combinada con la posición de la Tierra en su órbita anual, determina el ángulo de visión cambiante que tenemos de la cara y los anillos de Saturno.

Estas observaciones de 2024, tomadas con 14 semanas de diferencia, muestran que el planeta se desplaza desde el verano boreal hacia el equinoccio de 2025. A medida que Saturno transite hacia la primavera austral, y posteriormente hacia el verano austral en la década de 2030, los telescopios Hubble y Webb tendrán vistas cada vez mejores de ese hemisferio.

Las observaciones de Saturno realizadas por décadas por el Telescopio Hubble han creado un registro de la evolución de su atmósfera. Programas como OPAL, con su monitoreo anual, han permitido a los científicos rastrear tormentas, patrones de bandas y cambios estacionales con el paso del tiempo. Ahora, el Webb incorpora potentes capacidades infrarrojas a este registro continuo, ampliando lo que los investigadores pueden medir sobre la estructura atmosférica y los procesos dinámicos de Saturno.

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