Новые инфракрасные снимки, полученные с помощью телескопа Джеймс Уэбб, впервые раскрывают загадочное сияние атмосферы Нептуна. Это открытие является важным этапом в изучении ионизосфер гигантских планет.
Используя возможности прибора Near-Infrared Spectrograph, ученые зафиксировали присутствие экзотических молекул – трегидридного катиона (H3+), обладающего ключевым значением для идентификации процессов, происходящих в водородной атмосфере планеты. Исследование, опубликованное 26 марта в журнале Nature, подтвердило, что инфракрасная чувствительность аппарата позволила впервые обнаружить сияние Нептуна.
На протяжении более 30 лет сияния наблюдались на Юпитере, Сатурне и Уране, в то время как Нептун оставался вне поля зрения исследователей. Уникальные условия магнитного поля и его наклон играют решающую роль в формировании этих атмосферных феноменов.
Сияния образуются, когда заряженные частицы солнечного ветра, захваченные магнитным полем планеты, направляются к её полюсам. Нептун отличается от Земли тем, что его магнитное поле наклонено на 47 градусов от оси вращения, что перемещает позиции сияний от географических полюсов к средним широтам.
Инфракрасная чувствительность телескопа Джеймс Уэбб стала ключевым фактором в этом прорыве. Планетарный ученый Хенрик Мелин из Университета Нортумбрии (Великобритания) отметил: «Оказалось, что для детального отображения активности сияния на Нептуне возможно только с помощью ближней инфракрасной чувствительности Джеймса Уэбба. Было потрясающе не только увидеть сияния, но и оценить их детали и четкость сигнатуры».
В 1989 году NASA провела пролёт Voyager 2 рядом с Нептуном, однако приборы исследовательской миссии не имели возможностей для обнаружения и анализа молекул H3+. Наземные обсерватории, такие как телескоп Кек на Гавайях и Инфракрасный телескопный комплекс NASA, также предпринимали попытки, но не смогли получить убедительные доказательства присутствия этих молекул.
Кроме того, исследования выявили, что верхняя атмосфера Нептуна существенно остыла – температура в 2023 году оказалась чуть более чем вдвое ниже, чем зафиксировано во время пролёта Voyager 2. Это охлаждение могло способствовать слабости сигнала сияния, ранее скрытого под облачными слоями планеты.
Открытие подчеркивает важность разработки и применения инфракрасных инструментов для будущих миссий к гигантским планетам солнечной системы. Ли Флетчер, планетарный ученый из Лестерского университета (Великобритания) и соавтор исследования, подчеркнул: «Смотря в будущее миссий к Урану и Нептуну, становится ясно, насколько критично иметь приборы, настроенные на инфракрасные длины волн, чтобы продолжить изучение этих ранее скрытых ионизосфер гигантских планет».
Изображение носит иллюстративный характер
Используя возможности прибора Near-Infrared Spectrograph, ученые зафиксировали присутствие экзотических молекул – трегидридного катиона (H3+), обладающего ключевым значением для идентификации процессов, происходящих в водородной атмосфере планеты. Исследование, опубликованное 26 марта в журнале Nature, подтвердило, что инфракрасная чувствительность аппарата позволила впервые обнаружить сияние Нептуна.
На протяжении более 30 лет сияния наблюдались на Юпитере, Сатурне и Уране, в то время как Нептун оставался вне поля зрения исследователей. Уникальные условия магнитного поля и его наклон играют решающую роль в формировании этих атмосферных феноменов.
Сияния образуются, когда заряженные частицы солнечного ветра, захваченные магнитным полем планеты, направляются к её полюсам. Нептун отличается от Земли тем, что его магнитное поле наклонено на 47 градусов от оси вращения, что перемещает позиции сияний от географических полюсов к средним широтам.
Инфракрасная чувствительность телескопа Джеймс Уэбб стала ключевым фактором в этом прорыве. Планетарный ученый Хенрик Мелин из Университета Нортумбрии (Великобритания) отметил: «Оказалось, что для детального отображения активности сияния на Нептуне возможно только с помощью ближней инфракрасной чувствительности Джеймса Уэбба. Было потрясающе не только увидеть сияния, но и оценить их детали и четкость сигнатуры».
В 1989 году NASA провела пролёт Voyager 2 рядом с Нептуном, однако приборы исследовательской миссии не имели возможностей для обнаружения и анализа молекул H3+. Наземные обсерватории, такие как телескоп Кек на Гавайях и Инфракрасный телескопный комплекс NASA, также предпринимали попытки, но не смогли получить убедительные доказательства присутствия этих молекул.
Кроме того, исследования выявили, что верхняя атмосфера Нептуна существенно остыла – температура в 2023 году оказалась чуть более чем вдвое ниже, чем зафиксировано во время пролёта Voyager 2. Это охлаждение могло способствовать слабости сигнала сияния, ранее скрытого под облачными слоями планеты.
Открытие подчеркивает важность разработки и применения инфракрасных инструментов для будущих миссий к гигантским планетам солнечной системы. Ли Флетчер, планетарный ученый из Лестерского университета (Великобритания) и соавтор исследования, подчеркнул: «Смотря в будущее миссий к Урану и Нептуну, становится ясно, насколько критично иметь приборы, настроенные на инфракрасные длины волн, чтобы продолжить изучение этих ранее скрытых ионизосфер гигантских планет».