天文学家结合美国国家航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)、加拿大航天局(CSA)联合运营的詹姆斯·韦布空间望远镜的红外观测数据,与NASA/ESA联合运营的哈勃空间望远镜的可见光成像,生成了土星的全新观测图像,清晰呈现出其大气带、风暴系统及反光极强的行星环。
新发布的土星图像聚焦于这颗气态巨行星活跃大气中的各类特征。韦布图像中,一条被称为“丝带波”的长期存在射流蜿蜒穿过北半球中纬度区域,受原本难以探测的大气波动影响;其下方的一个小斑点是2011至2012年“大春季风暴”残留的余迹,韦布图像中还能看到土星南半球散布的其他若干风暴。天文学家在声明中表示:“所有这些特征均由可见云层下方的强风与波动塑造,使土星成为研究极端条件下流体动力学的天然实验室。”1981年NASA旅行者号探测器发现的土星北极标志性六边形射流,其部分尖缘在两张图像中均隐约可见,“这仍是太阳系最引人入胜的天气模式之一,数十年的持续存在凸显了巨行星上特定大规模大气过程的稳定性。”
韦布观测中,土星两极呈现明显的灰绿色,对应约4.3微米波长的光发射。研究人员称:“这一独特特征可能源于土星大气中高空气溶胶层,该层在这些纬度区域对光的散射方式不同;另一种可能解释是极光活动,带电分子与行星磁场相互作用可在两极附近产生发光辐射。”韦布图像中,土星环因由高反光性水冰构成而异常明亮;天文学家指出:“两张图像均呈现环的向阳面,哈勃图像中该面亮度稍弱,因此行星表面可见环的阴影。环的辐条及B环(环的厚中心区域)结构在两台望远镜中表现各异,最外侧的F环在韦布图像中纤细清晰,在哈勃图像中仅微弱发光。”
土星绕日轨道与地球公转位置共同决定了我们观测土星表面及环的视角变化。2024年间隔14周的观测显示,土星正从北半球夏季向2025年分点过渡;随着土星进入南半球春季,2030年代南半球迎来夏季时,哈勃与韦布将逐步获得该半球更清晰的观测。