Как раз к Хэллоуину астрономы подтвердили существование жутких инфракрасных полярных сияний на Уране. Их существование кое-что говорит о смещенном магнитном поле этой планеты.
Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра и околопланетной среды захватываются магнитным полем планеты. Они опускаются в атмосферу и сталкиваются с молекулами газа. Это происходит на Земле, и мы видим полярные сияния над северным и южным полюсами нашей планеты. Они случаются и на других планетах. Астрономы обнаруживают их на других планетах-гигантах, а их уменьшенная версия встречается на Марсе. Венера, вероятно, не испытывает подобных типов полярных сияний, поскольку у нее нет собственного магнитного поля. Однако нечто подобное может возникнуть во время особенно порывистых солнечных ветров. У внешних планет газовая смесь в атмосферах иная. Это означает, что их полярные сияния проявляются в ультрафиолетовых и инфракрасных диапазонах волн.
Обнаружение инфракрасных полярных сияний Урана
Уран имеет интересное магнитное поле. Оно не исходит из точного центра планеты. Он также смещен на 59 градусов от оси вращения. Это наклонено на 90 градусов от плоскости Солнечной системы. Такое расположение означает, что магнитосфера Урана асимметрична, а напряженность ее поля варьируется в зависимости от местоположения. Он соединяется с солнечным ветром один раз в уранские сутки (продолжительностью 17 часов). На планете действительно наблюдается некоторая авроральная активность, особенно вокруг полюсов, и космический телескоп Хаббл обнаружил ее в 2011 году.
Инфракрасные полярные сияния Урана проявились в наблюдениях, сделанных с помощью спектрометра NIRSPEC на телескопе Кек II 5 сентября 2006 года. Астрономы из Университета Лестера проанализировали наблюдения и сосредоточились на длинах волн, излучаемых заряженной частицей H3+. В инфракрасном спектре спектральные линии H3+ будут различаться по яркости. Эти вариации зависят от того, насколько горячей или холодной является частица и насколько плотен слой атмосферы, в котором она существует. По сути, линии H3+ могут что-то указывать на температуру атмосферного слоя.
Интересно, что измерения Кека показали, что плотность H3+ в атмосфере Урана увеличивается. Однако особых изменений температуры не наблюдается, что, по-видимому, связано с присутствием инфракрасных полярных сияний. Кандидат наук. Студентка Эмма Томас, возглавлявшая группу наблюдателей, отметила, что это может дать представление о температуре внешних планет. «Температура всех газовых планет-гигантов, включая Уран, на сотни градусов Кельвина/Цельсия выше той, которую предсказывают модели, если бы они были согреты только Солнцем», — сказала она, — «оставляя нас перед большим вопросом, почему эти планеты настолько горячее». чем ожидалось? Одна теория предполагает, что причиной этого является энергичное полярное сияние, которое генерирует и выталкивает тепло от полярного сияния вниз к магнитному экватору».
Последствия уранских полярных сияний
По словам Томаса, инфракрасные полярные сияния на Уране могут помочь ученым-планетологам кое-что понять о планетах аналогичного типа вокруг других звезд. «Большинство экзопланет, обнаруженных на данный момент, относятся к категории субнептуновых и, следовательно, физически похожи на Нептун и Уран по размеру. Это также может означать схожие магнитные и атмосферные характеристики. Анализируя полярное сияние Урана, которое напрямую связано как с магнитным полем, так и с атмосферой планеты, мы можем делать прогнозы об атмосферах и магнитных полях этих миров и, следовательно, об их пригодности для жизни», — пояснила она.
Еще один интересный вывод возвращает нас обратно на Землю. Периодически положение геомагнитных полюсов нашей планеты меняется. Ученые называют это явление «геомагнитным разворотом». По сути, север переворачивается на юг, а юг переворачивается на север. Это естественное явление, но оно по большей части остается непонятым. Томас отмечает, что исследований флипа не так уж и много. Такой поворот может повлиять на спутники, а также на системы связи и навигации. Результаты на Уране могут дать ключ к разгадке любых потенциальных последствий. «Этот процесс происходит на Уране каждый день из-за уникального несоосности вращательной и магнитной осей», — сказала она. «Продолжение изучения полярного сияния Урана предоставит данные о том, чего мы можем ожидать, когда Земля в будущем продемонстрирует смену полюсов, и что это будет означать для ее магнитного поля».
По словам Томаса, исследование полярных сияний на Уране является последним за 30 лет наблюдений за Ураном. Инфракрасные полярные сияния — последнее открытие. «Наши результаты расширят наши знания о ледяных гигантских полярных сияниях и укрепят наше понимание планетарных магнитных полей в нашей солнечной системе, на экзопланетах и даже на нашей собственной планете», — сказала она.
Для дополнительной информации
Открытие Урана Авроры дает ключ к обитаемым ледяным мирам
Обнаружение инфракрасного полярного сияния на Уране с помощью Keck-NIRSPEC
