Нептун радует ученых потрясающим световым шоу в своей атмосфере

Нептун находится так далеко — на удивительных 3 миллиардах миль от Солнца — что мы еще многого не знаем об этой планете. Нептун продолжает удивлять: от колебаний температуры до открытия крошечных спутников и даже споров об истинном цвете планеты . Однако теперь исследователи обнаружили здесь еще одну отличительную особенность: яркое полярное сияние.

Нептун часто выглядит в наблюдениях несколько иначе, так как на нем есть темные пятна, которые периодически появляются . Но временами оно также может быть ярким, как показывают наблюдения за полярными сияниями: на изображении выше полярные сияния показаны голубым цветом.

Полярные сияния, обнаруженные космическим телескопом Джеймса Уэбба, возникают, когда энергичные частицы Солнца взаимодействуют с атмосферой планеты, создавая световое шоу. Это тот же эффект, который наблюдается на Земле (и его часто называют северным сиянием), а также на других планетах, таких как Марс , но на Нептуне он замечен впервые.

«Оказывается, на самом деле визуализация полярной активности на Нептуне была возможна только с помощью чувствительности Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне», — сказал ведущий исследователь Хенрик Мелин из Университета Нортумбрии. «Было так потрясающе не только увидеть полярные сияния, но детализация и четкость подписи действительно шокировали меня».

Данные были собраны с помощью прибора Уэбба под названием «Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона», который также может определить, что присутствует в атмосфере планеты. Он обнаружил признаки молекулы под названием катион триводорода (H3+), которая, как полагают, была создана полярными сияниями.

«H3+ был явным признаком авроральной активности на всех газовых гигантах — Юпитере, Сатурне и Уране, и мы ожидали увидеть то же самое на Нептуне, поскольку на протяжении многих лет исследовали планету с помощью лучших доступных наземных средств», — объяснила ученый Уэбба Хайди Хаммел. «Только с помощью такой машины, как Уэбб, мы наконец получили это подтверждение».

Однако, несмотря на сходство с полярными сияниями на других планетах Солнечной системы, полярные сияния Нептуна имеют свой собственный характер. Из-за того, как планета вращается по орбите — почти полностью перевернутой набок, — ее полярные сияния не находятся над ее северным и южным полюсами, как на других планетах. Исследуя это явление, ученые также обнаружили, что самая верхняя часть атмосферы Нептуна сильно отличалась от того, что они ожидали.

«Я был поражен — верхняя атмосфера Нептуна остыла на несколько сотен градусов», — сказал Мелин. «На самом деле температура в 2023 году была чуть более половины от температуры 1989 года».

Теперь, вместе с Уэббом, учёные наконец-то могут изучить странные загадки Нептуна — например, то, как его атмосфера так быстро остывает.

«Поскольку мы смотрим в будущее и мечтаем о будущих миссиях к Урану и Нептуну, мы теперь знаем, насколько важно будет иметь инструменты, настроенные на длины волн инфракрасного света, чтобы продолжать изучать полярные сияния», — сказал коллега-исследователь Ли Флетчер из Лестерского университета. «Эта обсерватория наконец открыла окно в эту последнюю, ранее скрытую ионосферу планет-гигантов».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy .