p Se você parar uma pessoa aleatória na calçada e perguntar qual é seu planeta favorito, as chances são de que sua resposta seja Saturno. Os anéis deslumbrantes de Saturno são uma visão memorável em qualquer telescópio de quintal. Mas ainda há muito a aprender sobre Saturno, especialmente sobre o clima e a química únicos do planeta, bem como a origem de seu opulento sistema de anéis. Após seu lançamento em 2021, James Webb Space Telescope da NASA observará Saturno, seus anéis, e família de luas como parte de um programa abrangente do sistema solar. p Este estudo será conduzido por meio de um programa de Observações de Tempo Garantido liderado por Heidi Hammel, astrônomo planetário e vice-presidente executivo da Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA) em Washington, D.C. Hammel foi selecionado pela NASA como Cientista Interdisciplinar da Webb em 2002.

p "O objetivo deste programa é demonstrar as capacidades do Webb para observações do sistema solar, incluindo a observação de objetos brilhantes, rastrear objetos em movimento, e detectar alvos fracos ao lado de outros brilhantes, "Hammel explicou." Os dados serão disponibilizados para a comunidade do sistema solar assim que possível para mostrar a eles que Webb pode fazer o que prometemos a eles. "

p Webb retomará de onde a espaçonave Cassini da NASA parou. Cassini orbitou Saturno por 13 anos, de 2004 até o fim da missão em 2017, quando a espaçonave mergulhou na atmosfera de Saturno. Desde então, programas como o programa Outer Planet Atmospheres Legacy do Telescópio Espacial Hubble e medições baseadas em solo têm sido a única maneira de monitorar Saturno.

p Estações de Saturno

p Saturno está inclinado em seu eixo, assim como a Terra, e como resultado, também experimenta estações enquanto orbita o sol. Contudo, já que o ano de Saturno tem 30 anos terrestres, cada temporada dura cerca de 7-1 / 2 anos. A Cassini chegou durante o verão do hemisfério sul (inverno no hemisfério norte). Agora é verão no hemisfério norte. Os astrônomos estão ansiosos para verificar as mudanças sazonais na atmosfera de Saturno.

p "Essas observações nos darão um ensaio completo do sistema saturniano para ver o que mudou, para ver como as estações evoluíram desde os últimos vislumbres da Cassini e aproveitar as capacidades que Webb tem que a Cassini nunca fez, "disse Leigh Fletcher, da Universidade de Leicester, Inglaterra, investigador principal do programa.

p No final de 2010, uma tempestade monstruosa estourou no hemisfério norte de Saturno. Começou como um pequeno ponto, mas cresceu rapidamente, até o final de janeiro de 2011 circundou o planeta. Os astrônomos ficaram surpresos porque essas tempestades normalmente não se formam até depois do solstício de verão, que ocorreu em 2017. Eles estarão esperando por mais tempestades à medida que o hemisfério norte de Saturno se move do verão para o outono durante a missão de Webb.

p Tempestades não são os únicos fenômenos atmosféricos que Saturno e a Terra compartilham. Saturno também experimenta auroras, ou luzes do norte e do sul. Essas auroras desencadeiam mudanças químicas na atmosfera de Saturno, separando algumas moléculas e permitindo que novas se formem. Webb vai procurar assinaturas dessa química incomum brilhando em comprimentos de onda infravermelhos médios, particularmente na região polar norte.

p Titã, A maior lua de Saturno

p A maior lua de Saturno, Titã, também cairá sob o olhar poderoso de Webb. Titã é única porque é a única lua em nosso sistema solar com uma atmosfera substancial. Na verdade, é maior que o planeta Mercúrio. A pressão atmosférica em Titã é cerca de 50% maior do que na Terra. Como a Terra, que a atmosfera é principalmente de nitrogênio, mas Titã também possui hidrocarbonetos vaporosos como o metano. Titã também é muito mais frio que a Terra, com uma temperatura de superfície em torno de menos 290 ° Fahrenheit (menos 180 ° Celsius).

p Na atmosfera de Titan, as reações químicas estão constantemente alterando sua composição. As moléculas são quebradas em seus constituintes, como o carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Esses átomos formam novas moléculas, que se infiltram no ar e se estabelecem em qualquer pólo que esteja experimentando o inverno.

p "A atmosfera de Titã é como um grande laboratório de química, "disse Conor Nixon, do Goddard Space Flight Center da NASA, Cinto Verde, Maryland., investigador principal do programa. Nixon e seus colegas usarão o Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) e o Mid Infrared Imager (MIRI) de Webb para estudar essas moléculas com muito mais detalhes do que os instrumentos da Cassini permitiam.

p Titã também é o único objeto em nosso sistema solar além da Terra com mares e lagos líquidos em sua superfície. Embora a Terra tenha um ciclo de água em que a água evapora, cai como chuva, e desce rios até o oceano, Titã experimenta um ciclo semelhante com o metano. Em Titan, a chuva de metano esculpe os leitos dos rios através do gelo de água dura como pedra antes de fluir para os mares com bordas de alcatrão. Cassini e sua sonda Huygens da Agência Espacial Europeia, que pousou em Titan em 2004, fez descobertas notáveis ​​sobre esta lua de Saturno. Webb estudará os ciclos climáticos sazonais de Titã para compará-los aos modelos dos astrônomos.

p "Titã tem nuvens e clima que podemos ver mudando em tempo real. Sua química é muito diferente da da Terra, mas ainda é orgânico, química à base de carbono, "disse Stefanie Milam da NASA Goddard, um co-investigador do programa.

p Embora a vida da missão de Webb após o lançamento seja projetada para durar pelo menos 5-1 / 2 anos, pode durar potencialmente 10 anos ou mais. Como resultado, poderia assistir Saturno ir desde o verão do norte até o equinócio de outono e de volta à primavera do sul. Isso quase "completaria o círculo" iniciado quando Cassini chegou durante o verão do sul.

p "Teremos realmente coberto um ano inteiro de Saturno. Seria uma experiência bastante reveladora, "disse Fletcher.