Космическому телескопу James Webb (JWST) удалось впервые в истории сфотографировать полярные сияния на Нептуне. До недавнего времени их существование лишь предполагалось.
Полярные сияния на Нептуне
Полярные сияния возникают, когда испускаемые Солнцем заряженные частицы попадают в магнитное поле планеты и, в конце концов, ударяются о верхние слои атмосферы. Энергия, высвобождающаяся при этих столкновениях, создает характерное свечение.
В прошлом астрономы успешно фиксировали полярные сияния на трех из четырех планет-гигантов: Юпитере, Сатурне и Уране. Нептун оставался недостающим кусочком пазла. У ученых имелись косвенные свидетельства существования сияний, но не было их прямого подтверждения.
Задачу удалось решить благодаря JWST. В 2023 году он провел наблюдения Нептуна в ближнем инфракрасном диапазоне. JWST не только удалось впервые зафиксировать свечение от полярных сияний (на снимке оно обозначено сине-зеленым цветом), но и получить спектр верхних слоев атмосферы планеты. В нем была обнаружена чрезвычайно заметная эмиссионная линия, свидетельствующая о наличии трехатомного иона водорода, который образуется во время полярных сияний.
Полярные сияния на Нептуне заметно отличается от того, что мы привыкли видеть на Земле или даже на Юпитере или Сатурне. Вместо того чтобы ограничиваться северным и южным полюсами планеты, они расположены в ее средних широтах. Это объясняется странной природой магнитного поля Нептуна, которое наклонено на 47 градусов относительно оси его вращения. Поскольку полярные сияния возникают там, где магнитные поля сходятся в атмосфере планеты, на Нептуне они находятся далеко от полюсов.
Похолодание атмосферы Нептуна
Впервые со времен пролета Нептуна аппаратом Voyager 2 в 1989 году, JWST также измерил температуру верхних слоев его атмосферы. Полученные телескопом результаты объясняют, почему полярные сияния восьмой планеты так долго оставались скрытыми от астрономов.
Дело в том, что астрономы предсказывали интенсивность сияний, основываясь на данных Voyager 2. Однако оказалось, что за последние 35 лет верхние слои атмосферы Нептуна охладились на несколько сотен градусов. Более низкая температура соответствует более слабым, чем ожидалось, сияниям. Резкое похолодание также говорит, что эта область атмосферы может сильно меняться, несмотря на то, что планета находится более чем в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Астрономы надеются изучать Нептун с помощью JWST в течение полного цикла солнечной активности. Эти данные могут дать представление о происхождении причудливого магнитного поля планеты и даже объяснить, почему оно так наклонено.
Вы также можете почитать о том, как JWST сумел обнаружить полярные сияния на коричневом карлике.
