Космический телескоп James Webb Space Telescope провёл продолжительное наблюдение за Ураном, позволив учёным впервые создать подробную трёхмерную карту его верхней атмосферы. Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
В январе телескоп наблюдал планету в течение 17 часов. С помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec астрономы смогли исследовать область атмосферы, расположенную почти в пяти тысячах километров над облачным слоем. Такие данные ранее получить было невозможно.
Уран остаётся одной из самых необычных планет Солнечной системы. Его ось вращения наклонена более чем на 90 градусов, поэтому планета фактически вращается на боку. Ещё более странным оказалось магнитное поле. Оно наклонено примерно на 60 градусов относительно оси вращения и смещено от центра планеты. В результате магнитосфера приобретает нестабильную форму, а полярные сияния постоянно меняют своё положение.
Наблюдения телескопа James Webb подтвердили теоретические модели. Учёные обнаружили две яркие световые дуги, вращающиеся вокруг магнитных полюсов. Между ними была зафиксирована зона резкого снижения концентрации ионов. Это свидетельствует о том, что магнитное поле действует как гигантская воронка, направляющая заряженные частицы солнечного ветра в атмосферу планеты.
Полярные сияния на Уране впервые заметил телескоп Hubble Space Telescope ещё в 2012 году. Однако только новые наблюдения позволили определить, насколько глубоко энергетические процессы проникают в атмосферу.
Исследование также подтвердило экстремально низкие температуры верхних слоёв планеты. Космический аппарат Voyager 2 во время пролёта в 1986 году зафиксировал температуру около минус 214 градусов Цельсия. Новые измерения показывают, что атмосфера Урана продолжает охлаждаться.
Анализ свечения молекул на разных высотах позволил учёным определить температуру и плотность газа и впервые проследить движение энергии через атмосферную оболочку ледяного гиганта. По словам исследователей, построение такой точной вертикальной структуры атмосферы помогает понять энергетический баланс ледяных гигантов и станет важным шагом в изучении похожих планет за пределами Солнечной системы.