Телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал гигантские полярные сияния в атмосфере Урана

США - Информационное агентство Эхбари

Телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал гигантские полярные сияния в атмосфере Урана

В рамках выдающегося астрономического открытия космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) запечатлел потрясающие, детализированные изображения массивных полярных сияний, вихрящихся в верхних слоях атмосферы Урана. Эти наблюдения, охватывающие почти полный оборот планеты, предлагают беспрецедентные сведения о магнитном окружении этого загадочного ледяного гиганта и о том, как его заряженные частицы взаимодействуют с солнечным ветром.

Данное исследование, опубликованное недавно в журнале Geophysical Research Letters, представляет собой первый всесторонний анализ верхней атмосферы и магнитосферы Урана с использованием передовых инфракрасных возможностей JWST. Телескоп наблюдал за Ураном в течение 15 часов, что достаточно для фиксации почти полного уранического дня, позволяя ученым отслеживать динамические изменения в верхних атмосферных слоях.

«Магнитосфера Урана – одна из самых странных в Солнечной системе», – говорится в заявлении ведущего автора исследования Паолы Тиранти, докторанта Университета Нортумбрии в Великобритании, опубликованном Европейским космическим агентством (ESA). «Уэбб показал нам, насколько глубоко эти эффекты проникают в атмосферу». Магнитное поле Урана примечательно уникально среди гигантских планет Солнечной системы: его магнитный полюс наклонен под значительным углом в 60 градусов относительно географического полюса. Этот экстремальный наклон приводит к полярным сияниям, которые простираются далеко за пределы полярных регионов планеты, что заметно отличается от земных сияний.

Ученые использовали JWST для исследования магнитосферы Урана – области пространства вокруг планеты, доминирующей его магнитным полем. Результаты показывают, что энергичные частицы в верхних слоях атмосферы планеты активизируются (ионизируются) в результате взаимодействия с солнечным ветром. Этот процесс ионизации отвечает за яркие полярные сияния, наблюдаемые вблизи магнитных полюсов планеты, образующие две отчетливые, светящиеся полосы.

Данные JWST выявили, что температура и плотность ионов в верхних слоях атмосферы Урана достигают пика не на одной и той же высоте. Наиболее горячие ионы были обнаружены на высотах от примерно 2500 до 3100 миль (от 4000 до 5000 километров) над вершинами облаков, в то время как их самая высокая плотность была зафиксирована на высоте около 600 миль (1000 километров). Представители ESA пояснили, что такое сложное распределение является следствием «сложной геометрии» магнитного поля Урана.

Дальнейший анализ показал заметное «истощение» как плотности ионов, так и эмиссии полярных сияний в области между этими полярными поясами. Ученые предполагают, что это явление, вероятно, вызвано переходами между линиями магнитного поля планеты – эффект, который также наблюдался в верхних слоях атмосферы Юпитера.

Помимо трехмерного картографирования верхней атмосферы Урана впервые, наблюдения JWST подтвердили предыдущие выводы, предполагающие устойчивую тенденцию к охлаждению верхней атмосферы планеты с начала 1990-х годов. Телескоп показал, что средняя температура атмосферы Урана составляет около -153 градусов по Цельсию (307 градусов по Фаренгейту), что ниже показателей, полученных другими космическими аппаратами и наземными телескопами.

«Раскрывая вертикальную структуру Урана с такой детализацией, Уэбб помогает нам понять энергетический баланс ледяных гигантов», – добавил Тиранти. «Это критически важный шаг к характеризации гигантских планет за пределами нашей Солнечной системы».

Уран остается уникальным небесным телом, знаменитым тем, что вращается вокруг Солнца на боку. Близкие наблюдения редки, а пролет «Вояджера-2» в 1986 году был единственной такой встречей, оставив многое об этом далеком мире для будущих открытий. Миссия JWST по изучению атмосфер планет в инфракрасном свете имеет жизненно важное значение для разгадки процессов формирования наших соседей по Солнечной системе и для понимания того, следуют ли экзопланетные системы аналогичным эволюционным путям. В конечном счете, понимание гигантских планет, таких как Уран, имеет ключевое значение для идентификации потенциально обитаемых миров вокруг далеких звезд.

Информационное агентство Эхбари