На изображении южного полюса Сатурна, полученном космическим телескопом «Хаббл» (НАСА), отчетливо прослеживается 10-сторонняя атмосферная волна, пронизывающая, судя по данным, несколько слоев газовой оболочки планеты. Авторские права на снимок принадлежат НАСА, ЕКА, STScI, Агустину Санчесу-Лавеге (UPV), Эми Саймон (NASA-GSFC) и Майклу Вонгу (Калифорнийский университет в Беркли); обработка изображения выполнена Алисой Пэган.
Астрономы, изучающие снимки газового гиганта, впервые зафиксировали в его южном полушарии крупную струйную структуру, которая обнаруживает внешнее сходство со знаменитым шестиугольником на северном полюсе Сатурна. Однако, в отличие от стабильного северного узора, южная форма выглядит эволюционирующей — она изменяется со временем, что, как полагают исследователи, дает уникальную возможность наблюдать формирование гигантского атмосферного явления. Работа, описывающая находку, опубликована в журнале Science Advances .
Чтобы воссоздать историю возникновения этой структуры, авторы проанализировали многолетнюю серию наблюдений «Хаббла», начиная с 2023 года. На более ранних кадрах были заметны лишь слабые, нечеткие элементы будущего десятиугольника; со временем они превратились в гораздо более отчетливый узор. Часть этих снимков получена в рамках программы OPAL («Наблюдение атмосфер внешних планет»), которая уже более 10 лет обеспечивает ежегодную съемку внешних планет Солнечной системы.
Рождение декагона: от наземных свидетельств к орбитальным деталям
Существенную роль в открытии сыграла смена сезонов на Сатурне. Когда планета прошла очередной этап своего сезонного цикла, южная полярная область снова стала доступна для наблюдения с Земли. Именно специалисты, работающие с изображениями наземных обсерваторий, первыми уловили необычный сигнал. Ведущий автор исследования Агустин Санчес-Лавега, научный сотрудник Университета Страны Басков в Испании, руководит Лабораторией планетарной теории обсерваторий — веб-платформой, которая собирает и систематизирует изображения планет, поступающие от астрономов-любителей по всему миру.
В 2024 году Санчес-Лавега вместе с любителями астрономии Тревором Барри и Жан-Полем Огером различил возле южного полюса Сатурна слабую волнистую полосу. Наземные наблюдения, накопленные к 2025 году, дали уже убедительные доказательства того, что объект оформился в десятиугольник. Чтобы получить максимально детальную картину, исследователи обратились к «Хабблу»: находясь на орбите, телескоп может снимать планету при ее полном вращении, не страдая от размытия, вызванного земной атмосферой.
Эми Саймон, соавтор работы и главный исследователь программы OPAL в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА (Гринбелт, штат Мэриленд), подчеркивает необычность находки: «Ничего подобного в южном полушарии Сатурна мы никогда не видели. Северный шестиугольник присутствовал при каждом наблюдении на протяжении более 40 лет. Эта же форма, напротив, меняется, предоставляя нам редкий шанс стать свидетелями возникновения гигантского атмосферного рисунка».
Поиски южного аналога северного шестиугольника, как выясняется, велись задолго до появления отчетливых снимков. Учитывая симметрию струйных течений в северном и южном полушариях, Санчес-Лавега и его коллеги пытались обнаружить подобное образование на юге, анализируя изображения «Хаббла», начиная с 1990 года. Космический аппарат НАСА «Кассини», который исследовал Сатурн с 2004 по 2017 год, также не зафиксировал признаков долгоживущей формации. Однако данные «Хаббла» позволили установить, что особенность присутствовала на снимках уже в 2023 году.
Декагон расположен внутри одного из мощных реактивных потоков Сатурна. Наблюдения показывают, что он проходит сквозь несколько атмосферных слоев, а значит, представляет собой не просто облачный узор, а вертикально протяженную структуру. Любопытно, что видимое положение волны незначительно меняется в зависимости от длины волны: это объясняется тем, что разные длины волн «высвечивают» различные высоты газовой оболочки, вызывая небольшие смещения в том месте, где декагон кажется наиболее отчетливым.
«Больше всего меня поражает то, что эта структура, по-видимому, сформировалась совсем недавно», — отмечает Саймон. «Почему она возникла внезапно именно сейчас, тогда как ранее мы ничего подобного не видели?» Вопрос о причинах появления десятиугольника и о том, что помогает ему сохранять устойчивость, остается открытым. Как подчеркивают авторы, для ответа на него необходимы дополнительные наблюдения.
елескопа «Хаббл» и НАСА «Джеймс Уэбб», а также компьютерного моделирования, чтобы определить, как образовалась структура, как долго она может сохраняться и, наконец, близко напоминает образец северного шестиугольника Сатурна.
Десятилетия наблюдений Хаббла выявила изменения
Долгая история работы Хабблы с необычной астрономической возможностью наблюдать за изменениями на планетах и других астрономических объектах на протяжении многих лет.
Программа OPAL особенно ценна, поскольку она обеспечивает больше, чем просто изолированные снимки. Его повторяющиеся наблюдения позволяют наблюдать сезонные изменения, следить за временными штормами и выявлять атмосферные закономерности, которые постепенно развиваются.
"Когда мы запускали программу OPAL, мы ожидали неожиданных сюрпризов, но не знали, чего именно ожидать," сказал Майк Вонг, соавтор исследований Калифорнийского университета в Беркли. «Многие открытия, которые мы наблюдаем в OPAL, основаны не только на одном наблюдении, но и на многих треках данных. Регулярные наблюдения в течение времени позволяют сделать множество новых открытий».
Исследователи продолжают наблюдать за Сатурном, чтобы увидеть, станет ли южный декагон стабильным, долгоживущим элементом, как северный шестиугольник, или продолжится меняться.
Будущие наблюдения также могут помочь объяснить, что приводит к действию волнения, и что она может рассказать ученым о поведении атмосферы на планетах-гигантах Солнечной системы. Эти результаты могут даже дать более широкое представление о динамике атмосферы, которая также происходит на Земле.