Кредит: Space Telecope Webb
Нептун лежит в холодной, темной, обширной границе внешних краев нашей солнечной системы, примерно в 3 миллиардах миль от солнца.
Впервые космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА захватил яркую ауроральную активность в Нептуне. Ароры встречаются, когда энергетические частицы, часто происходящие от солнца, попадают в ловушку в магнитном поле планеты и в конечном итоге поражают верхнюю атмосферу. Энергия, выпущенная во время этих столкновений, создает свечение подписи.
В прошлом астрономы наблюдали дразнящие намеки на ауроральную активность в Нептуне, например, во время пролета в Voyager 2 в НАСА в 1989 году. Однако визуализация и подтверждение аурор в Нептуне давно уклонялось от астрономов, несмотря на успешные обнаружения на Юпитере, Сатурн и Уране. Нептун был недостающим кусочком головоломки, когда дело дошло до обнаружения ауроров на гигантских планетах нашей солнечной системы.
«Оказывается, на самом деле визуализация ауроральной деятельности в Нептуне была возможна только с чувствительностью к почти инфракрасной инфракрасной связи»,-сказал ведущий автор Хенрик Мелин из Университета Нортумбрии, который провел исследование в Университете Лестера. «Это было так потрясающе, чтобы не просто увидеть ауроры, но детали и ясность подписи действительно шокировали меня». Результаты команды были опубликованы в природе астрономии.
Данные были получены в июне 2023 года с использованием спектрографа ближнего инфракрасного обозначения Уэбба. В дополнение к изображению планеты астрономы получили спектр для характеристики композиции и измерения температуры верхней атмосферы планеты (ионосфере). Впервые они обнаружили чрезвычайно заметную линию излучения, обозначающую наличие тригидрогенового катиона (H3+), которая может быть создана в аурорах. На изображениях Уэбба Нептуна светящаяся аврора появляется в виде пятен, представленных в голубе.
«H3+ был четким значением для всех газовых гигантов-Jupiter, Saturn и Uranus-ауроральной деятельности, и мы ожидали увидеть то же самое на Neptune, когда мы исследовали планету на протяжении многих лет с лучшими наземными объектами,-объяснил Хайди Хаммел Ассоциации университетов для исследований в области астрономии, что во всемирно-пропагандистской программе, гарантированные. полученный. «Только с такой машиной, как Уэбб, мы наконец -то получили это подтверждение».
Ароральная деятельность, наблюдаемая в Нептуне, также заметно отличается от того, что мы привыкли видеть здесь, на Земле, или даже Юпитер или Сатурн. Вместо того, чтобы ограничиваться северными и южными полюсами планеты, Ауроры Нептуна расположены на географических середине планеты, подумайте, где Южная Америка находится на Земле.
JWST NIRSPEC наблюдения Нептуна. Кредит: Природная астрономия (2025). Doi: 10.1038/s41550-025-02507-9
Это связано со странной природой магнитного поля Нептуна, первоначально обнаруженного Voyager 2 в 1989 году, которое наклоняется на 47 градусов от оси вращения планеты. Поскольку ауроральная активность основана, где магнитные поля сходятся в атмосферу планеты, Ауроры Нептуна далеки от его вращательных полюсов.
Новаторское обнаружение Auros Neptune поможет нам понять, как магнитное поле Нептуна взаимодействует с частицами, которые передаются от солнца к отдаленным досягам нашей солнечной системы, совершенно новое окно в атмосферной науке ледяного гиганта.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Из наблюдений Уэбба команда также измерила температуру вершины атмосферы Нептуна впервые после Flyby Voyager 2. Результаты намекают на то, почему Ауроры Нептуна оставались скрытыми от астрономов так долго.
«Я был удивлен — верхняя атмосфера Neptune охладилась на несколько сотен градусов», — сказал Мелин. «Фактически, температура в 2023 году была чуть более половины этого в 1989 году».
На протяжении многих лет астрономы предсказывали интенсивность ауроров Нептуна на основе температуры, зарегистрированной Voyager 2. Значительно более холодная температура приведет к большему более слабым аурорам. Эта холодная температура, вероятно, является причиной того, что ауроры Нептуна оставались незамеченными так долго. Драматическое охлаждение также предполагает, что эта область атмосферы может сильно измениться, даже если планета находится более чем в 30 раз дальше от солнца по сравнению с Землей.
Оснащенные этими новыми результатами, астрономы теперь надеются изучить Нептун с Уэббом в течение полного солнечного цикла, 11-летнего периода активности, обусловленного солнечным магнитным полем. Результаты могут дать представление о происхождении странного магнитного поля Нептуна и даже объяснить, почему оно так наклонилось.
«Когда мы смотрим в будущее и мечтаем о будущих миссиях в Уран и Нептун, теперь мы знаем, как важно, чтобы инструменты были настроены на длины волн инфракрасного света, чтобы продолжать изучать ауроры»,-добавил Ли Флетчер из Лестерского университета, соавтор на газете. «Эта обсерватория, наконец, открыла окно на эту последнюю, ранее скрытую ионосферу гигантских планет». Эти наблюдения, возглавляемые Флетчером, были взяты в рамках программы гарантированного наблюдения Хаммеля 1249.
Информация от: научным институтом космического телескопа
