美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在2023年6月25日提供了土星獨特的近紅外圖像。觀測結果突出了土星的大氣特徵，揭示了其環形系統的複雜細節，並確定了幾個衛星。這一圖像將幫助科學家更全面地了解這顆行星的系統，同時揭示季節性變化和潛在的微弱衛星，以及其大氣層的構成。

2023年6月25日，美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡轉向著名的環狀世界土星，對該行星進行首次近紅外觀測。來自韋伯的NIRCam（近紅外相機）的初始圖像已經讓研究人員著迷。

在望遠鏡觀察到的這個紅外波長下，土星本身顯得非常黑暗，因為甲烷氣體幾乎吸收了落在大氣層上的所有陽光。然而，冰環保持相對明亮，導致土星在韋伯圖像中呈現出不尋常的外觀。

土星和它的一些衛星的圖像，由詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的NIRCam儀器在2023年6月25日拍攝。在這張單色圖像中，NIRCam過濾器F323N（3.23微米）的顏色映射為橙色色調。資料來源：NASA、ESA、CSA、STSCI、M. Tiscareno（SETI研究所）、M. Hedman（愛達荷大學）、M. El Moutamid（康奈爾大學）、M. Showalter（SETI研究所）、L. Fletcher（萊斯特大學）、H. Hammel（AURA）；圖像處理：J. DePasquale（STSCI）

這張圖片是作為韋伯保證時間觀測計劃1247的一部分拍攝的。該計劃包括對土星的幾次深度曝光，旨在測試望遠鏡探測土星及其亮環周圍微弱衛星的能力。任何新發現的衛星都可以幫助科學家對土星目前的系統以及它的過去有一個更完整的了解。

土星是我們太陽系中距離太陽最近的第六顆行星，以其獨特和引人注目的環系統而聞名。這個氣體巨行星是太陽系中僅次於木星的第二大行星，主要由氫和氦組成。其標誌性的星環由無數的顆粒組成，從微小的、像顆粒一樣的碎片到像山一樣大的塊狀物，主要由冰和岩石組成。

這張土星的新圖像清楚地顯示了該行星環系統內的細節，以及該行星的幾個衛星。更多更深的曝光（此處未顯示）將使研究小組能夠探測該行星的一些較暗的環，在這幅圖像中看不到，包括薄的G環和擴散的E環。

土星環是由一系列岩石和冰塊組成的–這些顆粒的大小從比一粒沙子還要小到一些和地球上的山一樣大。研究人員最近利用韋伯探索土衛二，發現了一個從它南極噴射出來的大型羽流，其中既包含顆粒，也有大量的水蒸氣–這個羽流為土星的E環提供能量。

土星的大氣層也顯示出令人驚訝和意外的細節。儘管卡西尼號航天器以更高的清晰度觀察到了大氣層，但這是第一次在這個特定的波長（3.23微米）下看到該行星的大氣層如此清晰，這對韋伯來說是獨一無二的。

北半球的大型黑暗彌散結構並不遵循行星的緯度線，因此這幅圖像缺乏通常從土星深層大氣中看到的熟悉的條紋狀外觀。這種斑駁讓人聯想到在主要雲層上方的平流層氣溶膠中的大規模行星波，可能與早期韋伯NIRCam對木星的觀測中看到的類似。

土星有一個由80多顆衛星組成的迷人系統，其中最有名的是土衛六，它比水星還大，籠罩在密集的富含氮氣的大氣中。這顆行星還因其北極美麗但短暫的六角形風暴而聞名。這個氣態巨人的天氣模式還包括狂風，每小時可達1800公里，以及定期出現在其表面的巨大風暴。土星的黃色色調是其上層大氣中的氨晶體的結果。它與太陽的平均距離約為14億公里，一個軌道大約需要29.5個地球年。

當比較這張圖片中的行星南北兩極時，外觀上的差異與土星上已知的季節性變化是典型的。例如，土星目前正在經歷北方的夏季，南半球在一個冬季結束時從黑暗中走出來。然而，北極特別黑暗，也許是由於一個未知的季節性過程特別影響了極地氣溶膠。土星圓盤邊緣的一絲亮光可能是由於高空甲烷熒光（吸收光線後發光的過程），電離層中三氫離子（H3+）的發射，或者兩者都是；韋伯的光譜學可以幫助確認這一點。

像美國宇航局的先鋒11號、旅行者1號和2號、卡西尼號航天器和哈勃太空望遠鏡這樣的任務幾十年來一直在跟踪土星的大氣和星環。來自韋伯的這些觀察只是一個暗示，隨著科學團隊深入研究數據以準備同行評議的結果，這個天文台在未來幾年將為土星的故事增添亮色。