|
Загадочные верхние слои атмосферы Урана
|
|
|
|
Международная команда астрономов впервые составила карту вертикальной структуры верхних слоев атмосферы Урана, выявив, как температура и заряженные частицы изменяются в зависимости от высоты на планете. Используя прибор Уэбба NIRSpec, команда ученых наблюдала за почти полным оборотом Урана, обнаружив слабое свечение молекул высоко над облаками.
|
|
|
|
Эти уникальные данные дают наиболее подробное представление о том, где формируются полярные сияния на планете, как на них влияет необычно наклоненное магнитное поле и как атмосфера Урана продолжала охлаждаться в течение последних трех десятилетий. Результаты, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, открывают новое окно в понимание того, как планеты-ледяные гиганты распределяют энергию в своих верхних слоях.
|
|
|
|
В ходе исследования, проведенного под руководством Паолы Тиранти из Университета Нортумбрии в Соединенном Королевстве, была составлена карта температуры и плотности ионов в атмосфере, простирающейся на высоту до 5000 километров над верхними облаками Урана, в области, называемой ионосферой, где атмосфера становится ионизированной и сильно взаимодействует с магнитным полем планеты. Измерения показывают, что температура достигает максимума между 3000 и 4000 километрами, в то время как плотность ионов достигает своего максимума около 1000 километров, выявляя явные продольные колебания, связанные со сложной геометрией магнитного поля.
|
|
|
|
|
|
|
"Это первый раз, когда мы смогли увидеть верхние слои атмосферы Урана в трех измерениях", - сказал Тиранти. "Благодаря чувствительности Уэбба мы можем проследить, как энергия движется вверх через атмосферу планеты, и даже увидеть влияние ее неоднородного магнитного поля".
|
|
|
|
Данные Уэбба подтверждают, что верхние слои атмосферы Урана все еще охлаждаются, продолжая тенденцию, начавшуюся в начале 1990-х годов. Команда ученых измерила среднюю температуру около 426 Кельвинов (около 150°C), что ниже значений, зафиксированных наземными телескопами или предыдущими космическими аппаратами.
|
|
|
|
Вблизи магнитных полюсов Урана были обнаружены две яркие полосы полярного сияния, а также отчетливое снижение эмиссии и плотности ионов в части области между двумя полосами (особенность, вероятно, связанная с изменением силовых линий магнитного поля). Подобные затемненные области были замечены и на Юпитере, где геометрия магнитного поля определяет, как заряженные частицы проходят через верхние слои атмосферы.
|
|
|
|
"Магнитосфера Урана - одна из самых странных в Солнечной системе", - добавил Тиранти. "Она наклонена и смещена относительно оси вращения планеты, что означает, что ее полярные сияния распространяются по поверхности сложным образом. Теперь Уэбб показал нам, насколько глубоко эти эффекты проникают в атмосферу. Раскрывая вертикальную структуру Урана в таких деталях, Уэбб помогает нам понять энергетический баланс ледяных гигантов. Это важный шаг к определению характеристик планет-гигантов за пределами нашей Солнечной системы".
|
|
|
|
Исследование основано на данных программы JWST General Observer program 5073 (PI: Х. Мелин из Университета Нортумбрии в Великобритании), которая использовала интегральный полевой прибор NIRSpec 19 января 2025 года для наблюдения Урана в течение 15 часов.
|
|
|
|
Источник
|
