За първи път се виждат призрачните полярни сияния на Нептун - и те по нищо не приличат на земните

За първи път космическият телескоп на НАСА "Джеймс Уеб" засне ярки полярни сияния, които се вихрят в горните слоеве на атмосферата на Нептун - разкривайки явление, което от десетилетия убягва на астрономите.

Инструментите на "Джеймс Уеб" , работещи в близката инфрачервена област, потвърждават съществуването на тези призрачни светлини и отварят нов прозорец към странния магнитен свят на ледения гигант, съобщава NASA Science.

Скрито сияние, разкрито след 35 години

Намеци за аврорална активност на Нептун се появяват за първи път по време на прелитането на Вояджър 2 през 1989 г., но прякото потвърждение остава недостъпно - досега. С помощта на спектрографа за близката инфрачервена област (NIRSpec) през юни 2023 г. Джеймс Уеб показа ярки, безпогрешни полярни сияния, танцуващи в горните слоеве на атмосферата на Нептун.

"Оказва се, че реалното заснемане на авроралната активност на Нептун е било възможно само с чувствителността на "Джеймс Уеб" в близката инфрачервена област", коментира Хенрик Мелин (Henrik Melin), водещ автор на изследването. " Бе толкова зашеметяващо не само да видя полярните сияния, но и детайлността и яснотата на сигнатурата наистина ме шокираха."

Тези полярни сияния изглеждат като петна с цвят на циан в данните на "Джеймс Уеб" и са резултат от заредени частици, предимно от Слънцето, които се удрят в атмосферата на Нептун и освобождават енергия под формата на светлина.

Ключовият сигнал: Светещ молекулярен маркер

Най-важното откритие на "Джеймс Уеб" не е само изображението - това е откриването на ясна емисионна линия от H₃⁺, заредена форма на водорода, която отдавна се смята за окончателен маркер на авроралната активност на газовите гиганти.

"H₃⁺ е ясен маркер на всички газови гиганти - Юпитер, Сатурн и Уран", обяснява Хайди Хамел (Heidi Hammel), интердисциплинарен учен за мисията "Джеймс Уеб". "Само с уред като "Джеймс Уеб" най-накрая получихме това потвърждение за Нептун."

Това, което прави откритието още по-завладяващо, е къде се намират полярните сияния. За разлика от земните полярни сияния, които обхващат полюсите, тези на Нептун се появяват по-близо до средните ширини - региони, които са приблизително изравнени с Южна Америка на нашата планета.

Това необичайно разположение се дължи на безумно наклоненото магнитно поле на Нептун, открито от "Вояджър 2", което се намира на 47 градуса от оста на въртене на планетата. В резултат на това полярните сияния могат да се образуват далеч от очакваните полярни области, което ги прави по-трудни за откриване и още по-трудни за прогнозиране.

Вляво подобрено цветно изображение на Нептун от космическия телескоп "Хъбъл" на НАСА. Вдясно това изображение е комбинирано с данни от космическия телескоп "Джеймс Уеб" на НАСА. Циановите петна, които представляват аврорална активност, и белите облаци са данни от Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) на "Джеймс Уеб", насложени върху пълното изображение на планетата от Wide Field Camera 3 на "Хъбъл". Кредит: NASA, ESA, CSA, STScI, Heidi Hammel (AURA), Henrik Melin (Northumbria University), Leigh Fletcher (University of Leicester), Stefanie Milam (NASA-GSFC)

Шокиращо студена атмосфера може да обясни загадката

"Джеймс Уеб" не просто открива сиянието - той измерва температурата на йоносферата на Нептун за първи път от 1989 г. насам. Резултатите са смайващи.

"Бях изумен - горните слоеве на атмосферата на Нептун са се охладили с няколкостотин градуса", споделя Мелин. "Всъщност температурата през 2023 г. е малко повече от половината от тази през 1989 г."

Това изключително студено време вероятно е затъмнило полярните сияния извън обсега на по-ранните телескопи. Откритието предполага, че атмосферата на Нептун е по-динамична и променлива, отколкото учените някога са предполагали, въпреки че планетата се намира 30 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Земята.

Това драматично охлаждане не само обяснява липсващите полярни сияния - то открива нови въпроси за това как слънчевата активност влияе на ледените гиганти с течение на времето и колко дълбоко всъщност е влиянието на Слънцето.

Разкриване на магнитното сърце на далечния гигант

Откритието на "Джеймс Уеб" е нещо повече от красива картинка - то може да е ключът към разгадаването на произхода на силно наклоненото и асиметрично магнитно поле на Нептун, което е едно от най-странните в Слънчевата система.

С този нов инфрачервен прозорец учените планират да наблюдават Нептун през целия слънчев цикъл - 11-годишен период, през който се проследяват промените в активността на Слънцето. С течение на времето това може да помогне да се обясни защо магнетизмът на Нептун се държи толкова различно от този на другите планети - и дори да подскаже какво се случва дълбоко под облаците.

"Докато гледаме напред и мечтаем за бъдещи мисии до Уран и Нептун, вече знаем колко важно ще бъде да разполагаме с инструменти, настроени на дължините на вълните на инфрачервената светлина", отбелязва Лий Флетчър (Leigh Fletcher), съавтор на изследването. "Тази обсерватория най-накрая отвори прозореца към тази последна, скрита досега йоносфера на планетите гиганти."

След като една от последните аврорални загадки на Слънчевата система вече е пред очите ни, "Джеймс Уеб" продължава да ни информира за замръзналите ни планетарни съседи.

Източник: NASA’s Webb Captures Neptune’s Auroras For First Time, NASA Science

Още по темата

05/01/2024

Космос

Нептун не е толкова син, колкото си мислехме

21/08/2023

Космос

Облаците на Нептун следват единадесетгодишния слънчев цикъл (видео)

03/04/2023

Космос

Редки червени астероиди около Нептун може да разкрият тайните на ранната Слънчева система

22/02/2023

Физика

Нова форма на солен лед може да покрива загадъчните луни на Юпитер и Нептун