Найти в Дзене
КОСМОС
180,8 тыс подписчиков

Уран снова "скучен", показывает телескоп Джеймса Уэбба. Вот почему.

14,2 тыс
1 мин
Как видно на снимках с близкого расстояния, сделанных в 1986 году зондом Вояджер-2 (слева), и издалека в 2023 году телескопом Джеймса Уэбба (справа), Уран вернулся к своему обычному виду - относительно однотонной и без особых особенностей планете. Однако, на самом деле, он совсем не был таким близко к своему равноденствию в 2007 году, что подчеркивает необходимость использования передовых технологий для съемки планеты во время следующего равноденствия Урана в 2049 году. (Источник: NASA/Voyager 2 (L), NASA, ESA, CSA, STScI, Признание: J. DePasquale (STScI) (R), аннотация: E. Siegel)
Как видно на снимках с близкого расстояния, сделанных в 1986 году зондом Вояджер-2 (слева), и издалека в 2023 году телескопом Джеймса Уэбба (справа), Уран вернулся к своему обычному виду - относительно однотонной и без особых особенностей планете. Однако, на самом деле, он совсем не был таким близко к своему равноденствию в 2007 году, что подчеркивает необходимость использования передовых технологий для съемки планеты во время следующего равноденствия Урана в 2049 году. (Источник: NASA/Voyager 2 (L), NASA, ESA, CSA, STScI, Признание: J. DePasquale (STScI) (R), аннотация: E. Siegel)

Вояджер 2 пролетел мимо Урана в 1986 году, обнаружив скучный, безликий мир. Теперь, в 2023 году, взгляды Джеймса Уэбба подобны. Есть причина для этого. Уран, открытый в 1781 году, был посещен лишь однажды: при помощи космического корабля.

Вояджер 2 сделал этот снимок, приближаясь к планете Уран 14 января 1986 года. Туманный голубой цвет планеты обусловлен метаном в ее атмосфере, который поглощает красные длины волн света. Однако этот снимок не отражает внешний вид Урана в большинстве периодов его орбиты вокруг Солнца; только во время или около уранового солнцестояния. (Источник: NASA/JPL-Caltech)
Вояджер 2 сделал этот снимок, приближаясь к планете Уран 14 января 1986 года. Туманный голубой цвет планеты обусловлен метаном в ее атмосфере, который поглощает красные длины волн света. Однако этот снимок не отражает внешний вид Урана в большинстве периодов его орбиты вокруг Солнца; только во время или около уранового солнцестояния. (Источник: NASA/JPL-Caltech)

В 1986 году зонд НАСА Вояджер-2 пролетел мимо Урана.

Сделанный всего через 3,5 часа после максимального приближения Вояджера-2 к Урану, этот широкоугольный кадр показывает тонкие, прозрачные кольца Урана, где этот кадр "всего лишь" охватывает около 10 000 километров. Короткие полосы - это фоновые звезды. Кольца Урана состоят из частиц размером около микрона, очень темны и в основном расположены внутри пяти крупных спутников Урана. (Источник: NASA/Voyager 2)
Сделанный всего через 3,5 часа после максимального приближения Вояджера-2 к Урану, этот широкоугольный кадр показывает тонкие, прозрачные кольца Урана, где этот кадр "всего лишь" охватывает около 10 000 километров. Короткие полосы - это фоновые звезды. Кольца Урана состоят из частиц размером около микрона, очень темны и в основном расположены внутри пяти крупных спутников Урана. (Источник: NASA/Voyager 2)

Его луны и великолепные внутренние кольца были раскрыты в мельчайших деталях.

Уран и его пять крупных спутников изображены на этом монтаже изображений, полученных миссией Вояджер 2 в 1986 году. Пять спутников, от самого большого до самого маленького, - это Ариэль, Миранда, Титания, Оберон и Умбриэль. Пак, шестой по величине спутник, находится внутри всех остальных и появляется на первом изображении Урана, сделанном телескопом Джеймса Уэбба, наряду с этими пятью. (Источник: NASA/JPL)
Уран и его пять крупных спутников изображены на этом монтаже изображений, полученных миссией Вояджер 2 в 1986 году. Пять спутников, от самого большого до самого маленького, - это Ариэль, Миранда, Титания, Оберон и Умбриэль. Пак, шестой по величине спутник, находится внутри всех остальных и появляется на первом изображении Урана, сделанном телескопом Джеймса Уэбба, наряду с этими пятью. (Источник: NASA/JPL)

Однако сам Уран представлял собой разочаровывающе монохромный и лишенный особенностей мир.

Изображения Урана в истинных цветах (слева) и ложных цветах (справа) сделанные космическим аппаратом НАСА Вояджер-2 на расстоянии 9.2 миллионов километров. Хотя Уран может казаться однотонным, безликим миром, это во многом обусловлено его ориентацией и орбитальными характеристиками во время нашего пролета мимо него в 1986 году. Путем наложения множества разнообразных изображений этого мира удалось провести повторный анализ и обнаружить ранее невидимые особенности. (Источник: NASA/Voyager 2)
Изображения Урана в истинных цветах (слева) и ложных цветах (справа) сделанные космическим аппаратом НАСА Вояджер-2 на расстоянии 9.2 миллионов километров. Хотя Уран может казаться однотонным, безликим миром, это во многом обусловлено его ориентацией и орбитальными характеристиками во время нашего пролета мимо него в 1986 году. Путем наложения множества разнообразных изображений этого мира удалось провести повторный анализ и обнаружить ранее невидимые особенности. (Источник: NASA/Voyager 2)

К счастью, этот скучный, однообразный вид Урана временен.

Хотя все миры Солнечной системы вращаются вокруг своей оси, орбиты большинства из них отклоняются от плоскости вращения Солнца на 25 градусов (или меньше). Только Уран исключение, вращаясь на боку, когда он обращается вокруг Солнца, всего на ~7–8 градусов от идеально перпендикулярного положения. (Источник: cmglee/Wikimedia Commons, NASA и Solar System Scope)
Хотя все миры Солнечной системы вращаются вокруг своей оси, орбиты большинства из них отклоняются от плоскости вращения Солнца на 25 градусов (или меньше). Только Уран исключение, вращаясь на боку, когда он обращается вокруг Солнца, всего на ~7–8 градусов от идеально перпендикулярного положения. (Источник: cmglee/Wikimedia Commons, NASA и Solar System Scope)

В отличие от всех других планет, Уран вращается вокруг Солнца, катясь боком, как бочка.

Как было наблюдено в 1998 году с помощью инфракрасного 2-микронного обзора всего неба (2MASS), Уран и Нептун выглядят голубыми и имеют свои собственные лунные системы, вращающиеся вокруг них. Уран был случайно открыт в 1781 году, и почти все его спутники движутся по копланарным орбитам, согласованным с его кольцами. Это фото Урана было сделано в ~1998 году, примерно на полпути между солнцестоянием и равноденствием. (Источник: Two Micron All Sky Survey (2MASS), UMASS/IPAC/Caltech, NASA и NSF, Признание: B. Nelson (IPAC))
Как было наблюдено в 1998 году с помощью инфракрасного 2-микронного обзора всего неба (2MASS), Уран и Нептун выглядят голубыми и имеют свои собственные лунные системы, вращающиеся вокруг них. Уран был случайно открыт в 1781 году, и почти все его спутники движутся по копланарным орбитам, согласованным с его кольцами. Это фото Урана было сделано в ~1998 году, примерно на полпути между солнцестоянием и равноденствием. (Источник: Two Micron All Sky Survey (2MASS), UMASS/IPAC/Caltech, NASA и NSF, Признание: B. Nelson (IPAC))

Вблизи солнцестояния один полюс обращен к Солнцу, и это полушарие постоянно получает тепло.

Это аннотированный вид Урана вблизи солнцестояния предоставлен телескопом Джеймса Уэбба, на котором видно яркое облако слева от планеты, полярный облачный колпак справа и практически прямое изображение колец Урана. Снято в 2023 году, всего за ~5 лет до солнцестояния, северный полюс Урана получает прямые солнечные лучи в течение 42 непрерывных лет. (Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Признание: J. DePasquale (STScI))
Это аннотированный вид Урана вблизи солнцестояния предоставлен телескопом Джеймса Уэбба, на котором видно яркое облако слева от планеты, полярный облачный колпак справа и практически прямое изображение колец Урана. Снято в 2023 году, всего за ~5 лет до солнцестояния, северный полюс Урана получает прямые солнечные лучи в течение 42 непрерывных лет. (Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Признание: J. DePasquale (STScI))

Его кольца выглядят максимально освещенными, когда наблюдаются с внутренней планеты.

Последние два (самые внешние) кольца Урана, открытые с помощью телескопа Хаббл, наряду с атмосферными особенностями, которые проявляются в инфракрасном диапазоне. Мы обнаружили так много структур во внутренних кольцах Урана благодаря пролету Вояджер-2, но долгосрочный орбитальный аппарат может показать нам гораздо больше, чем любой наземный или околоземный космический телескоп. (Источник: NASA, ESA и M. Showalter (SETI Institute))
Последние два (самые внешние) кольца Урана, открытые с помощью телескопа Хаббл, наряду с атмосферными особенностями, которые проявляются в инфракрасном диапазоне. Мы обнаружили так много структур во внутренних кольцах Урана благодаря пролету Вояджер-2, но долгосрочный орбитальный аппарат может показать нам гораздо больше, чем любой наземный или околоземный космический телескоп. (Источник: NASA, ESA и M. Showalter (SETI Institute))

Но вблизи точки равноденствия он получает неравномерное планетарное дневное и ночное нагревание.

Хотя это современное инфракрасное изображение 7-й планеты нашей Солнечной системы, оно было открыто лишь в 1781 году благодаря счастливым наблюдениям Уильяма Гершеля. Мы видим полосы, облака, полярное сияние, бури и многое другое, когда Уран находится вблизи равноденствия, но он выглядит практически безликим при наблюдении вблизи солнцестояния. (Источник: ESO)
Хотя это современное инфракрасное изображение 7-й планеты нашей Солнечной системы, оно было открыто лишь в 1781 году благодаря счастливым наблюдениям Уильяма Гершеля. Мы видим полосы, облака, полярное сияние, бури и многое другое, когда Уран находится вблизи равноденствия, но он выглядит практически безликим при наблюдении вблизи солнцестояния. (Источник: ESO)

С 84-летней эллиптической орбитой Уран последний раз испытывал равноденствие в 2007 году.

Инфракрасные изображения Урана (1,6 и 2,2 микрона) получены 6 августа 2014 года с использованием адаптивной оптики на 10-метровом телескопе Кек. Белое пятно - это чрезвычайно большая буря, которая была ярче любой другой структуры, когда-либо записанной на планете в диапазоне 2,2 микрона. Облако, входящее в видимость на нижнем правом краю, превратилось в бурю таких размеров, что она была видна даже любительским астрономам на видимых волнах. Эти особенности отсутствовали в 1986 году, когда Вояджер-2 пролетел мимо Урана. (Источник: Imke de Pater, UC Berkeley и Keck Observatory)
Инфракрасные изображения Урана (1,6 и 2,2 микрона) получены 6 августа 2014 года с использованием адаптивной оптики на 10-метровом телескопе Кек. Белое пятно - это чрезвычайно большая буря, которая была ярче любой другой структуры, когда-либо записанной на планете в диапазоне 2,2 микрона. Облако, входящее в видимость на нижнем правом краю, превратилось в бурю таких размеров, что она была видна даже любительским астрономам на видимых волнах. Эти особенности отсутствовали в 1986 году, когда Вояджер-2 пролетел мимо Урана. (Источник: Imke de Pater, UC Berkeley и Keck Observatory)

Вблизи точки равноденствия Уран выглядит неоднородным и богатым особенностями.

Это изображение телескопа Хаббл показывает Уран с четко видимым темным пятном на восточной стороне. Это темное пятно - это вихрь размером 1 100 миль на 1 900 миль - достаточно большой, чтобы поглотить две трети Соединенных Штатов - и был вызван вихревыми ветрами в атмосфере планеты. «Левая» сторона представляет южное полушарие Урана, а правая - северное полушарие, и эти фотографии были сделаны за 1 год до равноденствия Урана: в 2006 году. (Источник: NASA, ESA, L. Sromovsky и P. Fry (University of Wisconsin), H. Hammel (Space Science Institute) и K. Rages (SETI Institute))
Это изображение телескопа Хаббл показывает Уран с четко видимым темным пятном на восточной стороне. Это темное пятно - это вихрь размером 1 100 миль на 1 900 миль - достаточно большой, чтобы поглотить две трети Соединенных Штатов - и был вызван вихревыми ветрами в атмосфере планеты. «Левая» сторона представляет южное полушарие Урана, а правая - северное полушарие, и эти фотографии были сделаны за 1 год до равноденствия Урана: в 2006 году. (Источник: NASA, ESA, L. Sromovsky и P. Fry (University of Wisconsin), H. Hammel (Space Science Institute) и K. Rages (SETI Institute))

Он испытывает полосатость, различия в цвете, а также даже бури и полярное сияние.

Эти два изображения показывают Уран в один и тот же день, снятые примерно через 8,6 часа друг от друга: демонстрируя обе полушария Урана. Более яркая сторона испытала солнцестояние недавнее, в то время как темная сторона все больше и больше выходит наружу, по мере приближения равноденствия 2007 года на этом изображении 2004 года. Особенности, такие как полосы, бури и даже полярное сияние, могут быть видны на Уране. (Источник: Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison / W.W. Keck Observatory)
Эти два изображения показывают Уран в один и тот же день, снятые примерно через 8,6 часа друг от друга: демонстрируя обе полушария Урана. Более яркая сторона испытала солнцестояние недавнее, в то время как темная сторона все больше и больше выходит наружу, по мере приближения равноденствия 2007 года на этом изображении 2004 года. Особенности, такие как полосы, бури и даже полярное сияние, могут быть видны на Уране. (Источник: Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison / W.W. Keck Observatory)

Его кольца также выглядят тонкими и наклоненными, поскольку они видны почти с ребра.

Эта серия изображений Урана показывает нашу 7-ю планету Солнечной системы по мере приближения к равноденствию 2007 года. С нашей точки зрения, его кольца становятся более краевыми, но штормовая активность в южном и северном полушариях усиливается. Уран выглядит более однородным вблизи солнцестояния и более активным вблизи равноденствия. (Источник: Keck Observatory)
Эта серия изображений Урана показывает нашу 7-ю планету Солнечной системы по мере приближения к равноденствию 2007 года. С нашей точки зрения, его кольца становятся более краевыми, но штормовая активность в южном и северном полушариях усиливается. Уран выглядит более однородным вблизи солнцестояния и более активным вблизи равноденствия. (Источник: Keck Observatory)

Теперь, однако, мы снова приближаемся к точке солнцестояния Урана.

Это изображение Урана 2018 года от телескопа Хаббл показывает, как меняется планета по мере перехода от равноденствия к солнцестоянию. Яркий северный полюс испытывает облачную шапку, в то время как облака и полосатые структуры на остальной части мира уменьшаются. Уран достигнет следующего солнцестояния в 2028 году. (Источник: NASA, ESA и A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center) и M. Wong и A. Hsu (University of California, Berkeley))
Это изображение Урана 2018 года от телескопа Хаббл показывает, как меняется планета по мере перехода от равноденствия к солнцестоянию. Яркий северный полюс испытывает облачную шапку, в то время как облака и полосатые структуры на остальной части мира уменьшаются. Уран достигнет следующего солнцестояния в 2028 году. (Источник: NASA, ESA и A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center) и M. Wong и A. Hsu (University of California, Berkeley))

Первое изображение Урана, сделанное с помощью JWST, выглядит знакомым.

Этот широкополосный вид Урана, снятый с помощью JWST, показывает планету, облачные структуры на ней, внутренние кольца, окружающие ее, а также 6 самых ярких (проаннотированных) из 27 известных спутников Урана. Фоновые объекты, такие как галактики, также видны благодаря невероятным возможностям JWST. (Источник: NASA, CSA, ESA, STScI; Обработка: J. DePasquale (STScI))
Этот широкополосный вид Урана, снятый с помощью JWST, показывает планету, облачные структуры на ней, внутренние кольца, окружающие ее, а также 6 самых ярких (проаннотированных) из 27 известных спутников Урана. Фоновые объекты, такие как галактики, также видны благодаря невероятным возможностям JWST. (Источник: NASA, CSA, ESA, STScI; Обработка: J. DePasquale (STScI))

Синий и без особенностей, он напоминает вид Урана времен Вояджера 2 в 1986 году.

Показанная здесь с внутренней системой колец, а также тремя из шести самых крупных спутников, эта точка зрения на Уран с использованием JWST показывает его северную полярную облачную шапку вместе с яркой, отражающей облачной структурой на самой планете. Остальная часть Урана без характерных особенностей и монохромна: типичный "солнцестояние" вида Урана. (Источник: NASA, CSA, ESA, STScI; Обработка: J. DePasquale (STScI); Кадр: E. Siegel)
Показанная здесь с внутренней системой колец, а также тремя из шести самых крупных спутников, эта точка зрения на Уран с использованием JWST показывает его северную полярную облачную шапку вместе с яркой, отражающей облачной структурой на самой планете. Остальная часть Урана без характерных особенностей и монохромна: типичный "солнцестояние" вида Урана. (Источник: NASA, CSA, ESA, STScI; Обработка: J. DePasquale (STScI); Кадр: E. Siegel)

Следующее солнцестояние Урана наступает в 2028 году.

Когда Вояджер 2 пролетел мимо Урана в 1986 году, планета была близка к солнцестоянию, с южным полушарием, обращенным к Солнцу, и северным полушарием, обращенным в противоположную сторону. В 2007 году Уран достиг равноденствия и теперь движется к следующему солнцестоянию в 2028 году. Он не достигнет равноденствия снова до 2049 года, когда у JWST, вероятно, закончится топливо и он выйдет из строя. (Источник: M. Showalter & M. Gordon, SETI Institute; модификация E. Siegel)
Когда Вояджер 2 пролетел мимо Урана в 1986 году, планета была близка к солнцестоянию, с южным полушарием, обращенным к Солнцу, и северным полушарием, обращенным в противоположную сторону. В 2007 году Уран достиг равноденствия и теперь движется к следующему солнцестоянию в 2028 году. Он не достигнет равноденствия снова до 2049 года, когда у JWST, вероятно, закончится топливо и он выйдет из строя. (Источник: M. Showalter & M. Gordon, SETI Institute; модификация E. Siegel)

Теперь мы видим противоположный полюс Урана, так как его другая сторона обращена к десятилетней зиме.

По мере того, как Уран перемещается по своей орбите, его полюса чередуют 42 года солнечного света и 42 года тьмы. Когда северное полушарие стало более освещенным, чем южное, в 2007 году, яркие полосы южного полушария угасли, в то время как полосы северного полушария усилились. Ближе к солнцестоянию полосатый вид исчезает полностью, уступая место монохромной перспективе. (Источник: Keck Observatories/SSEC)
По мере того, как Уран перемещается по своей орбите, его полюса чередуют 42 года солнечного света и 42 года тьмы. Когда северное полушарие стало более освещенным, чем южное, в 2007 году, яркие полосы южного полушария угасли, в то время как полосы северного полушария усилились. Ближе к солнцестоянию полосатый вид исчезает полностью, уступая место монохромной перспективе. (Источник: Keck Observatories/SSEC)

Однако JWST не продержится до следующего уранового равноденствия.

Эта анимация демонстрирует уникальные виды Юпитера в ближнем инфракрасном диапазоне от JWST. В дополнение к полосам, великому красному пятну и "атмосферному туману", видимому на границе дня и ночи Юпитера, наблюдаются и помечены ряд особенностей лун, колец и полярных сияний. Один кадр NIRCam или MIRI едва ли вмещает в себя весь диск Юпитера, позволяя с помощью JWST получать захватывающие виды этого мира. Ожидается, что срок службы JWST продлится до середины 2040-х годов, когда он сможет наблюдать несколько солнцестояний и равноденствий Юпитера, но не продержится до тех пор, пока Уран достигнет фазы равноденствия. (Источник: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; Обработка: R. Hueso (UPV/EHU) & J. Schmidt)
Эта анимация демонстрирует уникальные виды Юпитера в ближнем инфракрасном диапазоне от JWST. В дополнение к полосам, великому красному пятну и "атмосферному туману", видимому на границе дня и ночи Юпитера, наблюдаются и помечены ряд особенностей лун, колец и полярных сияний. Один кадр NIRCam или MIRI едва ли вмещает в себя весь диск Юпитера, позволяя с помощью JWST получать захватывающие виды этого мира. Ожидается, что срок службы JWST продлится до середины 2040-х годов, когда он сможет наблюдать несколько солнцестояний и равноденствий Юпитера, но не продержится до тех пор, пока Уран достигнет фазы равноденствия. (Источник: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; Обработка: R. Hueso (UPV/EHU) & J. Schmidt)

Мечта состоит в запуске миссии, полностью раскрывающей меняющиеся свойства Урана.

Хотя идеальное окно запуска для миссии-орбитера и зонда к Урану приходится на период между 2030 и 2034 годами, ожидаемые возможности космических полетов в 2030-х годах должны позволить этой миссии прибыть во время или близ равноденствия Урана, предоставив нам невиданный ранее крупномасштабный вид на 7-ю планету нашей Солнечной системы. (Источник: НАС 2020 десятилетний обзор)
Хотя идеальное окно запуска для миссии-орбитера и зонда к Урану приходится на период между 2030 и 2034 годами, ожидаемые возможности космических полетов в 2030-х годах должны позволить этой миссии прибыть во время или близ равноденствия Урана, предоставив нам невиданный ранее крупномасштабный вид на 7-ю планету нашей Солнечной системы. (Источник: НАС 2020 десятилетний обзор)
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
35