|
Впервые зафиксированы полярные сияния на Нептуне
|
|
|
|
Нептун находится на холодной, темной, обширной границе внешних границ нашей Солнечной системы, на расстоянии около 3 миллиардов миль от Солнца. Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА впервые зафиксировал яркое полярное сияние на Нептуне. Полярные сияния возникают, когда энергетические частицы, часто исходящие от Солнца, попадают в магнитное поле планеты и в конечном итоге попадают в верхние слои атмосферы. Энергия, выделяющаяся при этих столкновениях, создает характерное свечение.
|
|
|
|
В прошлом астрономы видели дразнящие намеки на полярное сияние на Нептуне, например, во время пролета космического аппарата НАСА "Вояджер-2" в 1989 году. Однако, несмотря на успешные наблюдения на Юпитере, Сатурне и Уране, астрономам долгое время не удавалось получить изображения и подтверждение полярных сияний на Нептуне. Нептун был недостающим элементом головоломки, когда дело дошло до обнаружения полярных сияний на планетах-гигантах нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
"Оказалось, что на самом деле визуализировать полярное сияние на Нептуне было возможно только с помощью прибора Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне", - сказал ведущий автор Хенрик Мелин из Университета Нортумбрии, который проводил исследование в Лестерском университете. "Это было так потрясающе - не просто наблюдать полярные сияния, но и поразить меня детализацией и четкостью подписи". Результаты работы команды были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
|
|
|
Данные были получены в июне 2023 года с помощью спектрографа Уэбба в ближней инфракрасной области спектра. В дополнение к изображению планеты астрономы получили спектр, позволяющий охарактеризовать состав и измерить температуру верхних слоев атмосферы планеты (ионосферы). Впервые они обнаружили чрезвычайно заметную эмиссионную линию, указывающую на присутствие катиона тригидрата (H3+), который может образовываться при полярных сияниях. На изображениях Нептуна, сделанных Веббом, сияющее сияние проявляется в виде пятен голубого цвета.
|
|
|
|
"H3+ был явным признаком полярного сияния на всех газовых гигантах — Юпитере, Сатурне и Уране, и мы ожидали увидеть то же самое на Нептуне, поскольку на протяжении многих лет исследовали планету с помощью лучших доступных наземных средств", — пояснила Хайди Хаммел из Ассоциации университетов за исследования в области астрономии Уэбб - междисциплинарный ученый и руководитель программы наблюдений за гарантированным временем, в рамках которой были получены эти данные. "Только с такой машиной, как Webb, мы, наконец, получили это подтверждение".
|
|
|
|
Полярное сияние, наблюдаемое на Нептуне, также заметно отличается от того, что мы привыкли видеть здесь, на Земле, или даже на Юпитере или Сатурне. Полярные сияния Нептуна наблюдаются не только на северном и южном полюсах планеты, но и в географических средних широтах планеты - вспомните, где на Земле находится Южная Америка.
|
|
|
|
Это связано со странной природой магнитного поля Нептуна, первоначально открытого "Вояджером-2" в 1989 году, которое наклонено на 47 градусов от оси вращения планеты. Поскольку полярные сияния происходят там, где магнитные поля сходятся в атмосфере планеты, полярные сияния Нептуна находятся далеко от полюсов его вращения.
|
|
|
|
Новаторское обнаружение полярных сияний Нептуна поможет нам понять, как магнитное поле Нептуна взаимодействует с частицами, которые устремляются от Солнца к отдаленным уголкам нашей Солнечной системы, - это совершенно новое окно в науку об атмосфере ледяных гигантов.
|
|
|
|
На основе наблюдений Уэбба команда также измерила температуру верхней части атмосферы Нептуна, впервые после пролета "Вояджера-2". Полученные результаты указывают на то, почему полярные сияния Нептуна так долго оставались скрытыми от астрономов.
|
|
|
|
"Я был поражен — верхние слои атмосферы Нептуна остыли на несколько сотен градусов", - сказал Мелин. "На самом деле, температура в 2023 году была чуть более чем вдвое ниже, чем в 1989 году".
|
|
|
|
На протяжении многих лет астрономы предсказывали интенсивность полярных сияний Нептуна, основываясь на температуре, зафиксированной "Вояджером-2". Значительно более низкая температура привела бы к гораздо более слабым полярным сияниям. Вероятно, именно из-за такой низкой температуры полярные сияния Нептуна так долго оставались незамеченными. Резкое похолодание также говорит о том, что эта область атмосферы может сильно измениться, несмотря на то, что планета находится более чем в 30 раз дальше от Солнца по сравнению с Землей.
|
|
|
|
Вооружившись этими новыми данными, астрономы теперь надеются изучать Нептун с помощью телескопа Уэбб в течение полного солнечного цикла - 11-летнего периода активности, обусловленного магнитным полем Солнца. Результаты могут дать представление о происхождении странного магнитного поля Нептуна и даже объяснить, почему оно так наклонено.
|
|
|
|
"Заглядывая в будущее и мечтая о будущих миссиях к Урану и Нептуну, мы теперь знаем, насколько важно будет иметь приборы, настроенные на длины волн инфракрасного света, для продолжения изучения полярных сияний", - добавил Ли Флетчер из Лестерского университета, соавтор статьи. "Эта обсерватория наконец-то открыла окно в эту последнюю, ранее скрытую ионосферу планет-гигантов". Эти наблюдения, проведенные под руководством Флетчера, были проведены в рамках программы Хаммеля "Гарантированное время наблюдений 1249".
|
|
|
|
Источник
|
