Tyrėjų komanda pirmą kartą sėkmingai sudarė trimačį Urano viršutinės atmosferos žemėlapį. Tai atskleidė, kaip šios ledo milžinės neįprastas magnetinis laukas formuoja įspūdingas pašvaistes aukštai virš planetos debesų.
Paolos Tiranti vadovaujama komanda stebėjo Uraną beveik visą jo apsisukimo aplink savo ašį laiką ir užfiksavo silpną švytėjimą, sklindantį iš molekulių maždaug iki 5 000 kilometrų (apie 3 100 mylių) aukštyje virš debesų viršūnių.
Šie stebėjimai suteikė iki šiol detaliausią vaizdą, kur tiksliai formuojasi planetos pašvaistės ir kaip energija sklinda per jos atmosferą.
Pašvaistės susidaro, kai energingi dalelės įstringa planetos magnetiniame lauke ir atsitrenkia į viršutinę atmosferos dalį, išskirdamos energiją, kuri sukuria būdingą švytėjimą.
Tyrėjai nustatė, kad aukščiausia temperatūra pasiekiama 3 000–4 000 kilometrų aukštyje virš debesų viršūnių, o jonų tankis didžiausias maždaug 1 000 kilometrų aukštyje.
Komanda patvirtino, kad per pastaruosius trisdešimt metų Urano viršutinė atmosfera ir toliau vėsta – tai tendencija, kuri mokslininkus stebina jau daugiau kaip tris dešimtmečius.
Naudodami teleskopo „Webb“ artimojo infraraudonųjų spindulių spektrografą, mokslininkai sudarė Urano jonosferos – atmosferos srities, kurioje dujos jonizuojasi ir stipriai sąveikauja su planetos magnetiniu lauku – temperatūros ir jonų tankio žemėlapius.
Pirmą kartą pavyko pamatyti Urano viršutinę atmosferą trimatėje struktūroje
„Tai pirmas kartas, kai galime matyti Urano viršutinę atmosferą trimatėje struktūroje. Dėl teleskopo „Webb“ jautrumo galime sekti, kaip energija kyla aukštyn per planetos atmosferą ir netgi matyti jos netaisyklingo magnetinio lauko įtaką“, – teigė pagrindinė straipsnio autorė Paola Tiranti.
Urano magnetosfera yra viena keisčiausių visoje Saulės sistemoje. Skirtingai nei Žemėje, kur magnetinis laukas yra gana gerai suderintas su planetos sukimosi ašimi, Urano magnetinis laukas yra beveik 60 laipsnių kampu pakrypęs ir paslinktas nuo planetos centro. Dėl to, pasak tyrėjų, Urano pašvaistės sudėtingais raštais „šluoja“ planetos paviršių.
Teleskopas „Webb“ užfiksavo dvi ryškias pašvaisčių juostas
Stebėjimų metu „Webb“ teleskopu aptiktos dvi ryškios pašvaisčių juostos netoli Urano magnetinių polių, taip pat aiškiai matomas sumažėjusio švytėjimo ir mažesnio jonų tankio ruožas tarp jų. Manoma, kad ši struktūra susijusi su tuo, kaip magnetinio lauko linijos nukreipia įkrautas daleles per atmosferą. Panašios pritemusios sritys yra stebėtos ir Jupiterio aplinkoje, kur magnetinio lauko geometrija kontroliuoja dalelių srautus.
„Atverdami Urano vertikalios struktūros detales, „Webb“ stebėjimai padeda mums suprasti ledo milžinių energijos balansą. Tai itin svarbus žingsnis siekiant geriau apibūdinti milžiniškas planetas už Saulės sistemos ribų“, – sakė P. Tiranti.
Tyrimas, paskelbtas „Geophysical Research Letters“ žurnale, pateikia naujų įžvalgų apie Urano viršutinę atmosferą, patvirtina ilgalaikę jos vėsimo tendenciją ir suteikia svarbius duomenis ledo milžinių jonosferos bei magnetosferos modeliavimui.
Komanda nurodo, kad darbas paremtas Džeimso Vebo kosminio teleskopo (JWST) bendrosios stebėtojų programos Nr. 5073 duomenimis. Jai vadovavo daktaras Henrikas Melinas iš „Northumbria University“. 2025 m. sausio 19 d. buvo panaudotas teleskopo integralinių laukų blokas, o Uranas stebėtas 15 valandų.
