La NASA dévoile la vision la plus complète de Saturne réalisée par les télescopes spatiaux James Webb et Hubble

En observant à des longueurs d’onde de lumière complémentaires, les deux observatoires spatiaux offrent aux scientifiques une compréhension plus riche et plus détaillée de l’atmosphère du géant gazeux.

Les deux télescopes détectent la lumière solaire réfléchie par les nuages et les brumes en bandes de Saturne, mais tandis que Hubble révèle de subtiles variations de couleur sur l’ensemble de la planète, la vision infrarouge du James Webb détecte des nuages et des substances chimiques à différentes profondeurs dans l’atmosphère, des nuages profonds jusqu’à la haute atmosphère plus ténue.

Observer Saturne autrement

La comparaison côte à côte de Saturne observée à différentes longueurs d’onde et à des moments distincts montre à quel point elle apparaît différente en infrarouge, à gauche, par rapport à la lumière visible, à droite. L’image de gauche est légendée « Saturne, lumière infrarouge du Webb, 29 novembre 2024 ». L’image de droite est légendée « Saturne, lumière visible du Hubble, 22 août 2024 ». En infrarouge, Saturne présente des bandes horizontales, avec des bandes aux pôles nord et sud apparaissant d’un orange plus sombre et s’éclaircissant vers une teinte beige à mesure qu’elles se rapprochent de l’équateur. Les pôles nord et sud brillent d’un gris verdâtre. Les anneaux apparaissent d’un blanc néon glacé. Des points blancs, représentant plusieurs des lunes de Saturne, sont identifiés comme Janus, Dione et Encelade. En lumière visible, les bandes horizontales de Saturne apparaissent jaune pâle, avec certaines bandes vers les pôles nord et sud présentant une teinte bleu clair. Les anneaux apparaissent d’un blanc éclatant, légèrement moins lumineux que sur l’image infrarouge du Webb. Les points blancs, représentant plusieurs lunes de Saturne, sont identifiés comme Janus, Mimas et Épiméthée.

En combinant ces observations, les scientifiques peuvent « découper » l’atmosphère de Saturne à différentes altitudes, comme s’ils en épluchaient les couches telles celles d’un oignon. Chaque télescope révèle une partie différente de l’histoire de Saturne, et l’ensemble des observations aide les chercheurs à comprendre comment son atmosphère fonctionne comme un système tridimensionnel interconnecté. Ces deux approches complètent les observations précédentes réalisées par la sonde Cassini-Huygens de la NASA lors de son étude du système saturnien entre 1997 et 2017.

L’image de Hubble présentée ici a été capturée dans le cadre d’un programme de suivi de plus d’une décennie appelé OPAL en août 2024, tandis que l’image du James Webb a été prise quelques mois plus tard grâce au temps discrétionnaire du directeur.

Les images récemment publiées mettent en évidence des caractéristiques de l’atmosphère complexe de Saturne.

Sur l’image du télescope Webb, un courant-jet persistant, connu sous le nom d’« onde en ruban », serpente aux latitudes moyennes de l’hémisphère nord, influencé par des ondes atmosphériques autrement indétectables. Juste en dessous, une petite tache représente un vestige persistant de la « Grande tempête printanière » de 2010 à 2012. Plusieurs autres tempêtes disséminées dans l’hémisphère sud de Saturne sont également visibles sur l’image du Webb.

Toutes ces caractéristiques sont déterminées par les vents puissants et les ondes présents sous la couche nuageuse visible, ce qui fait de Saturne un laboratoire naturel pour étudier la dynamique des fluides dans des conditions extrêmes.

Sur les deux images, on distingue faiblement plusieurs des arêtes pointues de l’emblématique courant-jet hexagonal de Saturne à son pôle nord, découvert par la sonde Voyager 1 de la NASA en 1981. Il demeure l’un des phénomènes météorologiques les plus fascinants du système solaire. Sa persistance pendant des décennies met en évidence la stabilité de certains processus atmosphériques à grande échelle sur les planètes géantes. Il est probable qu’il s’agisse des dernières images haute résolution que nous verrons du célèbre hexagone avant les années 2040, lorsque le pôle nord entrera en hiver et sera plongé dans l’obscurité pendant 15 ans.

Dans les observations infrarouges du télescope James Webb, les pôles de Saturne apparaissent avec une teinte gris verdâtre caractéristique, ce qui indique une émission lumineuse à des longueurs d’onde proches de 4,3 microns. Cette particularité pourrait être liée à une couche d’aérosols située à haute altitude dans l’atmosphère de Saturne, qui diffuse la lumière différemment à ces latitudes. Une autre explication possible est l’activité aurorale, car les molécules chargées interagissant avec le champ magnétique de la planète peuvent produire des émissions lumineuses près des pôles.

Les télescopes Hubble et James Webb de la NASA ont déjà exploré les aurores de Saturne, ont fourni des informations sur les spectaculaires aurores de Jupiter également observées avec Hubble, ont confirmé les aurores de Uranus entreaperçues en 2011 par Hubble et ont détecté les aurores de Neptune pour la première fois avec James Webb.

Sur l’image infrarouge du télescope James Webb, les anneaux sont extrêmement brillants car ils sont composés de glace d’eau hautement réfléchissante. Sur les deux images, on observe la face des anneaux éclairée par le Soleil, bien que légèrement moins sur l’image du Hubble, d’où les ombres visibles en dessous sur la planète.

On distingue également des détails subtils dans les anneaux, comme des stries et la structure de l’anneau B (la région centrale la plus épaisse des anneaux), qui apparaissent différemment selon les deux observatoires. L’anneau F, le plus externe, apparaît fin et net sur l’image du James Webb, tandis que sur celle du Hubble il est à peine visible.

L’orbite de Saturne autour du Soleil, combinée à la position de la Terre sur son orbite annuelle, détermine l’angle de vue changeant que nous avons de la planète et de ses anneaux.

Ces observations de 2024, réalisées à 14 semaines d’intervalle, montrent que Saturne passe de l’été boréal vers l’équinoxe de 2025. À mesure que Saturne évoluera vers le printemps austral, puis vers l’été austral au cours des années 2030, les télescopes Hubble et James Webb offriront des vues de plus en plus favorables de cet hémisphère.

Référence de l'article :

NASA