«Джеймс Уэбб» создал первую трёхмерную карту полярных сияний на Уране — там они полыхают даже у экватора

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые создал трёхмерную карту полярных сияний на Уране. Для этого международная команда астрономов наблюдала за этой далёкой планетой Солнечной системы почти полный период её вращения — около 17 часов. Это позволило получить уникальные спектральные данные о верхних слоях атмосферы планеты на высотах до нескольких тысяч километров над облаками, что существенно прояснило её строение.

Магнитное поле Урана — одно из самых необычных среди всех планет нашей системы. Например, если поле Земли отклоняется от оси её вращения всего на 11°, то отклонение магнитного поля Урана составляет около 60°. Такая «рассинхронизация» приводит к появлению полярных сияний на Уране даже в его экваториальных широтах, и «Уэбб» впервые помог засечь их все в пределах суточного вращения планеты, что стало первым подобным наблюдением в истории.

В частности, «Уэбб» выявил две яркие полосы явления вблизи магнитных полюсов, а также зону низкой эмиссии и плотности ионов между ними. Эти данные показывают сложное взаимодействие магнитосферы и атмосферы, а также ограниченный нагрев в зонах сияний — температура там повышается лишь на десятки градусов.

Напомним, явление полярного сияния возникает в процессе ионизации атомов атмосферы частицами солнечного ветра. Через некоторое время возбуждённые атомы возвращаются в нормальное состояние и испускают фотоны. Тем самым явление даёт представление о составе и динамике атмосферы и распределении температуры (энергии) в её толще.

Так, наблюдения подтвердили продолжающееся охлаждение верхней атмосферы Урана. За последние десятилетия температура в этих слоях снижается, что фиксируется уже не впервые, но теперь получена детальная трёхмерная картина происходящего. Это помогает понять, как энергия распределяется в атмосфере ледяного гиганта и почему Уран остаётся одной из самых холодных планет Солнечной системы.

Полученные результаты значительно превосходят возможности предыдущих миссий, таких как «Вояджер-2». Учёные в восторге от открытия, называя его прорывом в изучении Урана. «Это первый раз, когда мы смогли увидеть верхнюю атмосферу Урана в трёх измерениях», — отметила руководитель исследования Паола Тиранти (Paola Tiranti) из Университета Нортумбрии в Великобритании (Northumbria University).

Но что самое важное, полученные данные открывают новые возможности для понимания физики ледяных гигантов, их магнитосфер и полярных сияний, которые сильно отличаются от аналогичных явлений на других планетах. Это важно не только для изучения далёких планет нашей системы, но также для понимания процессов на экзопланетах далеко во Вселенной.