Нові спостереження, отримані за допомогою космічного телескопа “Джеймс Вебб” (JWST), надали найбільш детальне на сьогоднішній день зображення верхніх шарів атмосфери Урану, виявивши напрочуд нерівномірну і холоднішу іоносферу, ніж вважалося раніше. Це відкриття, опубліковане в Geophysical Research Letters, дає безпрецедентне уявлення про дивні полярні сяйва крижаного гіганта і вплив його сильно нахиленого магнітного поля.
Складання карти невидимого шару Урану
Десятиліттями вчені покладалися на непрямі виміри з метою оцінки умов у верхніх шарах атмосфери Урана. Інфрачервоні спостереження JWST тепер дозволили провести тривимірне сканування іоносфери планети, відстежуючи слабке світіння тригідридних катіонів — заряджених молекул, що утворюються внаслідок взаємодії сонячного світла та космічних частинок з атмосферою. Це світіння змінюється залежно від температури та щільності, виступаючи як природний індикатор структури атмосфери.
Несподівані відкриття
Дані показують, що верхня атмосфера Урану слабша, ніж передбачали ранні моделі. Понад те, температура несподівано низька і, мабуть, продовжує знижуватися — тенденція, що спостерігається протягом останніх трьох десятиліть. Цей ефект, що охолоджує, має велике значення, оскільки температура атмосфери впливає на те, як енергія переміщається по планеті.
Роль унікального магнітного поля Урану
Уран обертається на боці, що призводить до екстремальних сезонних зрушень, за яких кожен полюс звернений до Сонця протягом 21-річного періоду. Ця дивна ротація також призводить до зміщеного магнітного поля, не схожого на жодне інше в нашій Сонячній системі. Спостереження JWST зафіксували яскраві полярні сяйва поблизу полюсів, подібні до тих, що спостерігаються на Юпітері, але також виявили ділянки з різною зарядженою активністю через складну магнітну геометрію планети.
«Магнітосфера Урана — одна з найдивніших у Сонячній системі… Вона нахилена та зміщена від осі обертання планети, що означає, що її полярні сяйва охоплюють поверхню складним чином».
– Паола Тіранті, Університет Нортумбрії
Наслідки для досліджень екзопланет
Розуміння атмосфери Урана важливо як вивчення цього далекого світу; воно надає важливий орієнтир вивчення екзопланет. Виявивши тисячі газових гігантів навколо інших зірок, знання того, як енергія, температура і заряджені частинки поводяться в подібному планетному середовищі, підвищить нашу здатність інтерпретувати спостереження цих далеких світів. Нові дані JWST пропонують реальний шаблон для розуміння атмосферної динаміки крижаних гігантів в інших частинах галактики.
Ці спостереження знаменують собою зрушення у розумінні Урана, перетворюючи його з безбарвної блакитної сфери на динамічну планету зі складними атмосферними процесами. Аналіз даних, що триває, продовжить уточнювати наше розуміння цього унікального світу і його місця в ширшому контексті планетарної науки.
