Одной из перспективных миссий до 2032 года выбрана отправка зонда к Урану. Учёных волнует факт быстрого охлаждения термосферы этой планеты, которая с 1986 года понизила температуру в два раза. Подобного не наблюдается ни у одной планеты Солнечной системы, и эта аномалия требует изучения. Новая работа учёных, похоже, помогла найти ответ на эту загадку, что может заставить изменить цели миссии.

Художественное представление системы Урана. Источник изображения: NASA

Земной зонд пролетел рядом с Ураном лишь однажды. Это произошло в 1986 году в ходе полёта «Вояджера-2» NASA. Среди прочих измерений автоматическая межпланетная станция оценила температуру термосферы Урана — области пространства на высоту до 50 тыс. км над ним. Атомы и молекулы в тропосфере Урана нагреваются точно так же, как частицы в термосфере Земли — за счёт энергии ультрафиолетового излучения Солнца.

Согласно переданной «Вояджером-2» на Землю информации, температура в верхних слоях термосферы Урана достигала 500 ℃. К слову, в термосфере Земли частицы нагреваются до 1500 ℃ и даже 2000 ℃. Экипаж на МКС не поджаривается лишь потому, что термосфера очень и очень разреженная.

Измерять температуру термосферы Урана можно также с Земли. Свободно летающие там ионы трёхатомного водорода излучают фотоны в ближнем инфракрасном диапазоне, свободно проходящие сквозь атмосферу нашей планеты и позволяющие делать измерения дистанционно. И такие замеры делались регулярно и каждый раз ставили учёных в тупик: термосфера Урана стабильно становилась холоднее вне зависимости от 11-летних циклов активности Солнца и сезонных изменений, так что к сегодняшнему дню она стала в два раза холоднее, чем при пролёте «Вояджера-2».

В новом исследовании группы учёных под руководством доктора Адама Мастерса (Adam Masters) с физического факультета Имперского колледжа Лондона даёт обоснованное объяснение температурной аномалии. По мнению авторов работы, температуру термосферы Урана определяет энергия солнечного ветра, а не фотоны, как это происходит с термосферой Земли.

С 1990 года регистрируется постоянное среднее ослабление давления солнечного ветра, представленного в основном солнечными электронами, протонами, атомами и тяжёлыми ионами. Как доказывают авторы работы, снижение давления солнечного ветра на магнитосферу Урана заставляет её расширяться и, тем самым, влияет на температуру термосферы. В условиях Земли (буквально на вытянутую руку от Солнца) это компенсируется нагревом планеты фотонами звезды.

До Урана свет Солнца добирается в скромном объёме и не может влиять на нагрев его газовой оболочки. Поэтому лишённая давления солнечного ветра газовая оболочка Урана расширяется, и плазме Солнца становится труднее добираться до поверхности планеты и передавать ей свою энергию (нагревать), что ведёт к охлаждению, которое находит своё отражение в охлаждении термосферы Урана.

Интересное практическое применение данного явления кроется в том, что таким образом мы можем исследовать экзопланеты в других звёздных системах, делая выводы о магнитосферах экзопланет и возможности зарождения жизни на них. Ведь магнитосфера — это защита от ионизирующего излучения. Её-то и надо искать в первую очередь для правильных выводов о пригодности планет к биологической жизни.

В 1986 году зонд NASA «Вояджер-2» (Voyager 2) пронёсся мимо Урана — далёкой седьмой планеты Солнечной системы. Во время пролёта он сделал снимок магнитосферы планеты, расшифровка которого озадачила учёных. Конфигурация магнитосферы Урана оказалась настолько неожиданной, что внятного научного объяснения этому не находилось. Разобраться в этой головоломке помогло новое изучение архивных данных «Вояджера-2».

Слева обычное состояние магнитосферы Урана, справа — под воздействием солнечного ветра. Источник изображения: NASA

Магнитосфера планет защищает их от потока космических частиц и частиц Солнца — плазмы или солнечного ветра. Это, в частности, приводит к образованию слабых радиационных поясов вокруг планет, в которых, как в виртуальных пончиках, скапливаются высокоэнергетические частицы. Такой пояс вокруг Земли носит название пояса Ван Аллена. Из данных, полученных 38 лет назад «Вояджером-2», следовало, что Уран имеет сильно сжатую магнитосферу, лишённую плазмы, и мощнейший радиационный пояс, который по интенсивности радиации уступал только поясам Юпитера. Такого просто не могло быть.

Новое изучение архивных данных зонда позволило, наконец, понять причину этого несоответствия. Оказалось, что дело в редком стечении обстоятельств. Магнитосфера Урана пребывает в зафиксированном зондом состоянии лишь примерно 4 % времени, и «Вояджеру-2» повезло (или не повезло) пролететь мимо планеты именно в этот редкий промежуток времени. Всё остальное время магнитосфера Урана «нормальная», и её динамика мало чем отличается от динамики магнитосферы, например, Земли.

Уран в натуральных цветах. Снимок 1986 года с зонда «Вояджер-2»

За несколько дней до пролёта Урана планета подверглась массивному воздействию солнечного ветра. Солнечная плазма сильно сжала магнитосферу Урана и радиационные пояса, а также вытеснила местную плазму — ионы воды, выделяемые лунами планеты. Кстати, отсутствие данных о местной плазме в записях «Вояджера-2» заставило учёных предположить, что все пять ближайших лун Урана геологически мертвы. Однако теперь появилась возможность опровергнуть это утверждение. Зонд просто пролетел мимо планеты не в подходящее время. Это хорошая новость для планетологов — в системе Урана, как оказалось, есть много интересного, и планета ждёт своих первооткрывателей.

Группа американских учёных составила карту поверхности спутника Урана под названием Миранда, а также смоделировала механизмы приливного давления на нём и сделала вывод, что в недрах этой луны может находиться океан жидкой воды.

Источник изображения: nasa.gov

Толщина океана на Миранде, по оценкам учёных, составляет не менее 100 км, и существует он последние 100–500 млн лет. Правда, находится он не на поверхности спутника, а на глубине около 30 км. В подтверждение своей гипотезы учёные говорят, что если бы вода на Миранде полностью замёрзла, на поверхности спутника появились бы трещины определённого вида, свидетельствующие о расширении замёрзшего океана изнутри. Однако изучение имеющихся изображений луны показало, что такие трещины отсутствуют.

Один из снимков Миранды был получен американским аппаратом «Вояджер-2», который пролетал мимо неё в 1986 году. Изображение показало неровную поверхность луны, покрытую бороздами и кратерами, которые, как считают учёные, появились под действием приливных сил и внутреннего нагрева спутника. На основе особенностей поверхности учёные смоделировали внутреннюю часть Миранды — они проанализировали механизмы напряжения и сдвигов, чтобы сделать вывод о внутренних силах, которые могли сформировать её внешний вид. Глубокий океан, по их мнению, мог возникнуть в результате теплового импульса при изменении орбиты луны вследствие её гравитационного взаимодействия с другими спутниками Урана.

«Настолько глубокий океан мог сделать Миранду очень похожей на [спутник Сатурна] Энцелад и потенциально пригодной для жизни в геологически недавнем прошлом», — считают исследователи.

Через четыре миллиарда лет человечеству придётся искать спасения на окраинах Солнечной системы от сбросившего оболочку Солнца. Это будет возможно лишь при наличии там огромных запасов воды. Намёки на глобальные океаны есть на многих спутниках планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Но вода в изобилии может быть также на спутниках таких далёких планет, как Уран и Нептун, на что недавно указали данные, полученные благодаря телескопу «Джеймс Уэбб».

Художественное представление Урана и его спутника — Ариэля. Источник изображения: NASA

Учёные из Лаборатории прикладной физики им. Джона Хопкинса (APL) во главе с планетологом Ричардом Картрайтом (Richard J. Cartwright) использовали инфракрасный спектрометр прибора NIRSpec космической обсерватории им. Джеймса Уэбба для химического анализа вещества на поверхности Ариэля — одного из ближайших спутников Урана. Это самый яркий спутник этой планеты, значительная часть поверхности которого покрыта льдом. Что это за лёд и как он образуется, давно интересует учёных.

Единственное частичное изображение Ариэля получил зонд NASA «Вояджер-2» 24 января 1986 года. Миссия в систему Урана (и Нептуна) стала бы настоящим подарком учёным, но она пока всерьёз не планируется. Что-то такое могут затевать китайцы, но точных данных на этот счёт нет.

Лёд на поверхности Ариэля расположен неравномерно. Поскольку спутник всё время обращён одной стороной к Урану (он находится в приливном захвате по отношению к планете), на дальней стороне ледяной слой больше — до 10 мм, а на ближней он всего 0,3 мм. Анализ показал, что в основном это замёрзшая углекислота. Также в данных «Уэбба» обнаружились следы угарного газа на Ариэле и ряда других химических соединений, включая карбонаты.

Сезонные изменения на Ариэле должны были уносить с его поверхности изрядные объёмы углекислоты, но этого по какой-то причине не происходит. Её объёмы восполняет какой-то источник или источники. Углекислота может восполняться в процессе химических реакций в присутствии заряженных частиц из магнитосферы Урана (так называемый процесс радиолиза). Однако её запасы также может пополнять подповерхностный глобальный океан.

Обратная сторона Ариэля изрыта малыми и большими трещинами. Вещества могут как просачиваться через них, так и распыляться аэрозолями вокруг спутника в процессе криовулканической деятельности на этой луне. Подобные процессы могли бы объяснить, откуда на Ариэле так много углекислотного льда. Наличие карбонатов также говорит в пользу подповерхностного океана — эти соли образуются при контакте горных пород с водой.

Один из двух снимков Ариэля, сделанных зондом NASA «Вояджер-2» в 1986 году

Наконец, обнаруженные на Ариэле залежи монооксида углерода (угарного газа) тоже нельзя объяснить иными причинами, чем постоянное его пополнение из недр этой луны. Чтобы этот газ охладился и выпал твёрдым веществом на поверхности Ариэля, на нём недостаточно холодно. Не хватает, как минимум, ещё -18 °C, чтобы угарный газ начал там скапливаться в виде отложений. Это всё косвенные намёки на подлёдный океан на Ариэле, но в совокупности эти данные могут дать учёным ключ к поиску океанов на экзопланетах. В нашей системе вода тоже будет кстати, особенно так далеко от Земли (и Солнца).

Астрономы открыли две крошечные луны, вращающиеся вокруг Нептуна, и одну — вокруг Урана. В результате число известных спутников двух планет выросло до 16 и 28 соответственно. Названия новым объектам будут присвоены позже.

Источник изображения: nasa.gov

Новый спутник Урана, обнаруженный впервые более чем за два десятилетия, является, возможно, самым маленьким из себе подобных. Его диаметр составляет всего 8 км, а полный оборот вокруг своей планеты он совершает за 680 дней. Для сравнения, марсианский спутник Деймос, который считается одним из самых крохотных в Солнечной системе, имеет диаметр 13 км. Новая луна Урана пока носит название S/2023 U1, а впоследствии ей будет по традиции присвоено имя шекспировского персонажа.

Более яркий из двух новых спутников Нептуна пока будет называться S/2002 N5 — он имеет диаметр 23 км, а его период обращения вокруг планеты составляет 9 лет. Диаметр более тусклого объекта, временно носящего название S/2021 N1, составляет 14 км, а полный оборот вокруг Нептуна он совершает за 27 лет. Оба новых спутника позже получат имена в честь морских богов и нимф из греческой мифологии.

Спутник Урана S/2023 U1. Источник изображения: carnegiescience.edu

Об открытии трёх новых спутников было объявлено накануне, 23 февраля, Центром малых планет при Международном астрономическом союзе — это расположенный в американском Массачусетсе научный орган, ответственный за обозначение планет, комет и спутников в Солнечной системе. Открытие было сделано при помощи обсерваторий на Гавайях и в Чили. Совершили его научный сотрудник Института Карнеги Скотт Шеппард (Scott Sheppard), сотрудники Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA Марин Брозович (Marina Brozovic) и Боб Джейкобсон (Bob Jacobson), Дэвид Толен (David Tholen) из Гавайского университета, Чад Трухильо (Chad Trujillo) из Университета Северной Аризоны и Патрик София Лигава (Patryk Sofia Lykawa) из японского Университета Киндай.

Новый спутник Урана был впервые обнаружен в ноябре минувшего года при помощи «Магеллановых телескопов» (Magellan Telescopes) в Чили. Открытие было подтверждено месяц спустя посредством дальнейших наблюдений и расчётных данных, предоставленных учёными JPL. Новые луны Нептуна были открыты в сентябре 2021 года. После того, как подтвердилась орбита более яркого спутника S/2002 N5, её отследили до 2003 года, но тогда объект потеряли, прежде чем успели подтвердить, что он вращается вокруг планеты. Чтобы открыть менее яркий спутник, потребовались особые условия и наблюдение через Очень большой телескоп (VLT) в Чили и обсерваторию «Джемини» (Gemini) на Гавайях. Астрономы сделали серию пятиминутных экспозиций c трёх- и четырёхчасовыми промежутками и произвели наложение снимков, получив таким образом более чёткие изображения объектов. Все три спутника имеют сильно наклонённые вытянутые орбиты — это значит, что они не возникли у своих планет, а были захвачены их гравитацией.

Первые фотографии Нептуна и Урана сделал космический зонд «Вояджер-2», пролетевший мимо них десятилетия назад. С тех пор учёных терзали смутные сомнения, почему далёкие планеты на снимках разного цвета, хотя составы атмосфер у них похожи? Уран на фотографиях предстал бледно-голубым, а Нептун — более глубокого синего цвета. Разгадали секрет британские учёные.

Истинные цвета Урана (слева) и Нептуна (справа). Источник изображения: University of Oxford

Дело в том, что камера «Вояджера-2» сделала снимки Нептуна и Урана в чуть различающихся динамических диапазонах. Вдобавок к этому снимки Нептуна прошли дополнительную обработку, что повысило их контрастность и сделало цвета более глубокими. Поэтому на первых снимках Уран предстал в аквамариновых тонах, а Нептун — в лазурных.

Забавно, что в научной литературе в аннотации к снимкам Нептуна было указано, что снимки прошли соответствующую обработку, что изменило видимые цвета. Впоследствии это пояснение было утеряно и изображения Нептуна начали кочевать по публикациям фактически в искажённом виде. В результате даже в научной среде стало обычным считать Нептун синим, а не голубым.

«Неправильное представление о цвете Нептуна, а также необычные изменения цвета Урана преследовали нас десятилетиями, — объяснила астроном Хайди Хаммель (Heidi Hammel) из Ассоциации университетов по исследованию астрономии, которая не участвовала в исследовании, но была членом команды NASA по программе «Вояджеров». — Это всестороннее исследование должно, наконец, положить конец обоим проблемам».

Истинные цвета Нептуна и Урана позволило выяснить новое исследование с привлечением данных космического телескопа «Хаббл» и Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили. Используя спектрометры на этих телескопах, учёные получили данные для построения уточнённой цифровой модели для анализа исходных данных «Вояджера-2». Как результат, Нептун оказался почти того же цвета, что и Уран — аквамаринового, а не лазурного. Нептун оказался чуть темнее, поскольку дымка в его верхних слоях была чуть тоньше, чем на Уране и отражала меньше солнечного света.

Также новое исследование разгадало загадку изменения цвета Урана со временем. В течение своего года, который длится 84 земных года, Уран поворачивается к Солнцу то экватором, то полюсом (он лежит на боку по отношению к эклиптике). В приполярных областях в атмосфере Урана больше метана, который поглощает красные длины волн. Поэтому при обращении к Солнцу полюсом планета приобретает зеленоватый оттенок, что также нашло подтверждение в новой научной работе.

Космический аппарат New Horizons был запущен 19 января 2006 года. С тех пор он миновал Юпитер и провёл облёт Плутона и его спутников. Теперь космическая лаборатория переключает своё внимание на Уран и Нептун, двигаясь в поясе Койпера, более чем в 8 миллиардах километров от Земли, и NASA приглашает всех астрономов-любителей помочь внести «реальный вклад в космическую науку», поделившись наблюдениями за атмосферой и энергетическим балансом обеих планет.

Источник изображения: NASA

«Объединив информацию, которую New Horizons собирает в космосе, с данными телескопов на Земле, мы можем дополнить и даже усилить наши модели, чтобы раскрыть тайны, витающие в атмосферах Урана и Нептуна, — отметил Алан Стерн (Alan Stern), главный исследователь проекта New Horizons из Юго-западного научно-исследовательского института штата Колорадо. — Даже с любительских астрономических телескопов размером всего 16 дюймов эти дополнительные наблюдения могут быть чрезвычайно важными».

Согласно сообщению в блоге NASA, New Horizons будет работать в тандеме с космическим телескопом «Хаббл», чтобы сосредоточиться на более тонких деталях атмосфер планет и изучения передачи тепла от ядра через газовую оболочку. Астрономы-любители могут помочь измерить распределение ярких деталей на Уране или даже охарактеризовать любые необычно яркие детали на Нептуне. Идея обращения за помощью к широкой публике заключается в том, что они могут отслеживать особенности в течение гораздо более длительного периода времени, чем любой космический корабль.

Тех, кто решит принять участие в этом совместном исследовании, просят опубликовать любые полученные изображения на X или Facebook✴, используя хэштег #NHiceGiants. Изображения должны содержать сведения о времени и дате создания, и полосе пропускания фильтра. После публикации команда New Horizons соберёт изображения и любую вспомогательную информацию.

Снимки двух ледяных гигантов, сделанные телескопом «Хаббл», будут доступны для общественности в конце сентября этого года в Архиве космических телескопов Микульского (MAST), на портале stsci.edu. Изображения, сделанные New Horizons, скорее всего станут доступны только к концу 2023 года.

Земным астрономам не всегда предоставляется возможность удобного наблюдения за планетой Уран. Полный оборот вокруг Солнца этот газовый гигант совершает за 84 года. Для современных учёных время удобного наблюдения за северным полюсом Урана началось около десяти лет назад, чем они сразу воспользовались и нашли там типичный для атмосферных планет циклон.

Циклон над северным полюсом Урана в трёх разных диапазонах частот. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/VLA

Заглянуть под покров облаков на Уране астрономы смогли с помощью радиотелескопа VLA (Very Large Array («Очень большая антенная решётка»), состоящего из 27 антенн, расположенных в Нью-Мексико (США). Сканирование в диапазонах сантиметровых и миллиметровых волн (K, Ka и Q) показало наличие циклона в атмосфере над северным полюсом планеты — закрученных в спираль по ходу вращения Урана потоков чуть более тёплого и сухого воздуха.

Это стало первым наблюдением циклона над северным полюсом планеты. Ранее признаки циклона были обнаружены над её южным полюсом, когда там много лет назад пролетал зонд NASA «Вояджер-2». Но зонд не смог заглянуть под покров облаков и измерить температуру воздушных потоков, с чем успешно справился массив радиотелескопа VLA.

Данная работа стала финальным аккордом в череде изучения атмосфер планет Солнечной системы. Теперь мы точно знаем, что на всех планетах с атмосферой вне зависимости от её строения (это камень или газовый гигант), присутствуют такие атмосферные явления, как полярные циклоны. На Земле они формируются преимущественно над водой и мигрируют в процессе своего развития, тогда как над безводными мирами они рождаются над полюсами.

«Эти наблюдения говорят нам гораздо больше об истории Урана. Это гораздо более динамичный мир, чем можно было подумать, — сказал ведущий автор работы Алекс Экинс (Alex Akins) из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. — Это не просто голубой газовый шар. Здесь многое происходит "под капотом"».

Изображение Урана в натуральных цветах, сделанное зондом NASA «Вояджер-2» в 1986 году

Данные сделанных наблюдений и новые исследования Урана в ближайшие годы необходимы также с практической стороны. В начале 30-х годов NASA рассчитывает послать автоматическую межпланетную станцию для изучения спутников Урана и планеты. Для разработки наиболее развёрнутого плана экспедиции о месте разведки необходимо узнать как можно больше, чем учёные будут заниматься всё оставшееся до полёта время.

Уран и его спутники станут следующей масштабной задачей для изучения космоса силами NASA. Экспедиция может стартовать к 2031 году. Но цели и задачи надо выбирать сегодня, для чего необходимо заново поднять и проанализировать все данные по системе Урана. Ведь только так можно создать необходимые научные инструменты для изучения этой планеты и её спутников. И новый анализ удивил — на спутниках Урана, вероятно, имеются подлёдные океаны.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

Мимо Урана — седьмой планеты нашей системы — пролетал один единственный космический аппарат — «Вояджер-2». Он предоставил данные ещё в середине 80-х годов прошлого века. С тех пор наблюдения за Ураном и его спутниками велись только удалённо — с Земли и с её орбиты, хотя ряд межпланетных станций делали это с орбит Юпитера и Сатурна. Используя новый набор данных, а также наблюдения за лунами планет-гигантов, учёные создали и проверили новую модель строения спутников Урана.

Некоторые луны Юпитера и Сатурна уверенно демонстрируют признаки наличия на них глубоких — до многих десятков километров глубиной — океанов. Как раз сейчас в систему Юпитера направлен зонд JUICE для изучения его спутников и, в том числе, поиска признаков океанов на трёх крупнейших из них — Ганимеде, Европе и Каллисто. Эти признаки и данные также были использованы в новом моделировании, поскольку луны Юпитера, Сатурна и Урана могут иметь схожее геологические строения, и формировались в более-менее похожих условиях. Не учитывать такое было бы недальновидно.

Повторный анализ данных с космического аппарата НАСА «Вояджер-2» и новое компьютерное моделирование позволили специалистам NASA сделать вывод, что четыре крупнейшие луны Урана, вероятно, содержат океанический слой между ядром и ледяной корой. Это исследование стало первым, в котором подробно описывается эволюция внутреннего состава и структуры всех пяти крупных лун Урана: Ариэли, Умбриэли, Титании, Оберона и Миранды. По результатам работы делается вывод, что на четырёх из этих лун имеются океаны, глубина которых может составлять десятки километров.

У Урана известны 27 лун, четыре самых крупных из них — это Ариэль (1160 км в поперечнике), Умбриэль (1170 км), Оберон (1520 км) и Титания (1589 км). Давно считалось, что Титания, как самая крупная, могла сохранить достаточно внутреннего тепла от радиоактивного распада, чтобы поддерживать подлёдный океан тёплым и даже потенциально пригодным для поддержания в нём жизни. Остальные луны считались недостаточно большими для сохранения тепла и воды в жидкой фазе. Новая работа даёт надежду, что жидкие океаны могут быть также на трёх других крупных спутниках Урана. Следовательно, будущая миссия должна это учитывать и готовить соответствующие научные приборы.

Приборы в миссии к Урану должны уметь определять как химический состав вещества на поверхности планеты, так и заглянуть под её поверхность. Для твёрдой породы необходим один диапазон сканирования, для поиска воды — другая методика. Например, о наличии воды подо льдом можно судить по регистрации токов, которые создают магнитные поля спутников. Также спектральный анализ вещества на поверхности вблизи вероятных разломов расскажет о содержании недр и о химическом составе подлёдной воды.

Наконец, обнаружение относительно свежих разломов — это также верный признак тектонической активности лун и теплоты её недр (как вариант, наличие тёплого океана). Учитывая вновь вскрывшиеся возможности, NASA сможет лучше спланировать миссию к Урану.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США прислал свежий снимок планеты Уран — ледяного гиганта Солнечной системы. На представленном снимке отчётливо видны кольца Урана и некоторые спутники планеты.

Источник изображений: NASA / ESA / CSA / STScI / J. DePasquale (STScI)

Уран является седьмой планетой от Солнца, и он действительно уникален. Планета вращается «лежа на боку» — экватор повёрнут к плоскости орбиты почти на 98 градусов. Этим обусловлены экстремальные климатические условия, ведь полюса Урана в течение многих лет находятся под солнечным светом, а затем на столь же длительный период погружаются в полную темноту. Период обращения Урана вокруг Солнца занимает 84 года. В настоящее время на северном полюсе, который попал в объектив космической обсерватории, идёт поздняя весна, а лето наступит в 2028 году.

Новое изображение Урана получено с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, которая размещена в конструкции «Джеймса Уэбба». На полученном изображении планета имеет голубой оттенок. Изображение раскрывает некоторые особенности динамичной атмосферы планеты. На правой стороне Урана на полюсе, обращённом к Солнцу, есть область повышенной яркости, которую называют полярной шапкой. Она является уникальной, поскольку появляется только в период, когда на эту область попадают прямые солнечные лучи.

Осенью полярная шапка исчезает и учёные надеются, что полученные в ходе наблюдения данные помогут узнать больше об этом феномене. На краю полярной шапки можно рассмотреть яркое облако, а также несколько протяжённых объектов сразу за краем шапки. Второе яркое облако видно у левого края лимба планеты. Такие облака типичны для Урана и, вероятно, связаны с грозовой активностью. Планета характеризуется как ледяной гигант из-за своего химического состава. Считается, что большую часть массы планеты составляет горячая плотная жидкость из «ледяных» материалов, таких как вода, метан и аммиак.

Уран имеет 13 известных колец, 11 из которых видны на представленном снимке. Некоторые из них получились настолько яркими, что может показаться, как будто они сливаются в одно широкое кольцо. В дополнение к этому в поле зрения космической обсерватории попали многие из 27 известных спутников Урана. Шесть наиболее ярких спутников выделены на представленном NASA снимке.

Телескоп «Хаббл» (Hubble) прислал свежие снимки Урана и Юпитера, показывающие, как медленно меняется погода на этих планетах. Над Северным полюсом Урана разрастается белая шапка ледяного смога, а ставшее своеобразной визитной карточкой Юпитера Большое красное пятно, напротив, уменьшается.

Уран в 2014 (слева) и 2022 (справа) гг. Источник изображения: nasa.gov

В отличие от земной погоды, которая может меняться каждый день, атмосферные процессы на планетах в дальней части Солнечной системы демонстрируют стабильность. Это можно понять: солнечного света они получают очень мало, а на полный оборот вокруг звезды у них уходят земные годы и даже десятилетия. Поэтому особую ценность представляют снимки, сделанные с разницей в несколько лет — они показывают, что атмосферы этих планет всё же «живые».

Сравнение снимков Урана, сделанных в 2014 и 2022 гг., показывает, что по мере приближения к летнему сезону над Северным полюсом ледяного гиганта разрастается шапка ледяного смога. Год на планете длится 87 земных лет, то есть на каждое время года приходится более 20 лет. Учёные характеризуют белый объект над Северным полюсом планеты как «фотохимический туман» — нечто вроде смога, который формируют загрязнения воздуха над крупными земными городами. Астрономы пытаются изучить химические процессы, вызвавшие это явление, но этому препятствует большая продолжительность времён года на Уране. В точке летнего солнцестояния планета окажется в 2028 году — в последний раз такое было в 1940-е годы.

Разница между временами года на Уране огромна: наклон планеты относительно плоскости орбиты составляет всего 8° — она практически «лежит на боку». В результате в свои зимние периоды Северное и Южное полушария почти не получают солнечного света.

Юпитер в ноябре 2022 (слева) и в январе 2023 (справа) гг. На левом снимке — пролёт спутника Ио, на правом — Ганимеда

Интересные погодные процессы удалось выявить и на снимках Юпитера. На последних изображениях с «Хаббла» видно, что Большое красное пятно газового гиганта достигло минимальных размеров за 150 лет регулярных наблюдений. Большое красное пятно — это гигантский шторм, диаметр которого в два раза превышает земной, а скорость ветра по периметру достигает 430–680 км/ч. И к северу от экватора, похоже, формируется ещё одна гигантская буря.

Новую штормовую область астрономы уже успели наречь «вихревой улицей» — здесь находится целый ряд взаимосвязанных циклонов, которые вращаются в разных направлениях. Объединившись, они могли бы образовать мегашторм ещё крупнее Большого красного пятна, но такой сценарий учёные считают маловероятным. «Хаббл» наблюдает за Юпитером с самого своего выхода на околоземную орбиту в начале девяностых, и лишь в последнее десятилетие астрономы стали отмечать образование циклонов, формирующих «вихревую улицу».