«James Webb» впервые «просветил» верхнюю атмосферу Урана

Международная команда астрономов получила детальную картину верхней атмосферы Урана, показав, как распределяются температура и заряженные частицы над облаками планеты. Исследование выполнено с помощью инфракрасного спектрографа NIRSpec на борту космического телескопа «James Webb» и представлено в журнале Geophysical Research Letters.

Ученые наблюдали слабое инфракрасное свечение молекулы H₃⁺ – важного индикатора условий в ионосфере, слое атмосферы, где газ становится частично ионизированным. Анализ этого излучения позволил составить карты температуры и плотности ионов по всей видимой поверхности Урана, а также впервые подробно изучить области полярных сияний.

«Наблюдения показали наличие двух ярких авроральных зон, связанных с магнитными полюсами планеты. Однако между ними обнаружилась необычная темная область с пониженной плотностью ионов. Эта структура, вероятно, связана с переходами магнитных силовых линий и отражает крайне необычную геометрию магнитного поля Урана, наклоненного почти на 60 градусов относительно оси вращения планеты», – рассказывают авторы исследования.

Одним из самых неожиданных результатов стало подтверждение того, что верхняя атмосфера Урана продолжает охлаждаться. Средняя температура составила около 142 градуса по Цельсию – это примерно на 300 градусов ниже значений, измеренных зондом NASA «Voyager 2» в 1986 году. При этом, в отличие от Юпитера и Сатурна, полярные сияния на Уране почти не нагревают атмосферу, что указывает либо на слабое авроральное нагревание, либо на крайне эффективное перераспределение энергии по всей планете.

Полученные данные дают новое понимание того, как так называемые ледяные гиганты – Уран и Нептун – распределяют энергию в верхних слоях атмосферы. Это важно не только для изучения нашей Солнечной системы, но и для интерпретации наблюдений экзопланет схожего типа, которые все чаще обнаруживаются у других звезд.