По први пут, астрономи су нацртали вертикалну структуру горње атмосфере Урана, откривајући како се температура и електрично наелектрисане честице мењају са висином широм планете. Међународни истраживачки тим је користио свемирски телескоп Џејмс Веб и његов НИРСпец инструмент за праћење Урана за скоро једну пуну ротацију. Снимајући слабе молекуларне емисије високо изнад врхова облака, научници су стекли нови увид у то како се планете ледених џинова крећу и управљају енергијом у својим горњим слојевима.
Пројекат је водила Паола Тиранти са Универзитета Нортхумбриа у Уједињеном Краљевству. Тим је мерио температуре и густину јона чак 5000 км изнад видљивих облака, унутар региона познатог као јоносфера, где атмосфера постаје јонизована и под снажним утицајем магнетног поља планете.
Ова запажања пружају најјаснију слику о томе где се Уранове ауроре обликују и како његово необично нагнуто магнетно поље утиче на њих. Подаци такође показују да је горња атмосфера планете наставила да се хлади током протеклих тридесет година. Температуре достижу своје највише нивое између 3000 и 4000 км изнад облака, док густине јона достижу врхунац ближе 1000 км. Резултати такође откривају јасне разлике у географској дужини, везане за сложену структуру магнетног поља.
„Ово је први пут да смо у могућности да видимо горњу атмосферу Урана у три димензије“, рекла је Паола. „Са Вебовом осетљивошћу можемо да пратимо како се енергија креће нагоре кроз атмосферу планете, па чак и да видимо утицај њеног искошеног магнетног поља.
Докази да се Уран и даље хлади
Нова мерења потврђују да се горња атмосфера Урана наставља хладити, што је образац који је први пут идентификован почетком 1990-их. Истраживачи су израчунали просечну температуру од око 426 келвина (око 150 степени Целзијуса), што је ниже од очитавања претходно добијених из земаљских опсерваторија или ранијих мисија свемирских летелица.
Ауроре и магнетосфера чудног облика
Веб је открио две светле ауроралне траке у близини магнетних полова планете. Између тих опсега, тим је пронашао област са смањеним емисијама и мање јона (карактеристика вероватно повезана са прелазима у линијама магнетног поља). Слични тамнији региони примећени су на Јупитеру, где облик магнетног поља води кретање наелектрисаних честица кроз горњу атмосферу.
„Уранова магнетосфера је једна од најчуднијих у Сунчевом систему“, додала је Паола. „Она је нагнута и померена од осе ротације планете, што значи да њене ауроре прелазе преко површине на сложене начине. Веб нам је сада показао колико дубоко ти ефекти сежу у атмосферу. Откривајући Уранову вертикалну структуру са таквим детаљима, Веб нам помаже да разумемо енергетски баланс ледених дивова. Ово је кључни корак ка карактеризацији нашег гигантског система планете.“
Детаљи студија и Вебова мисија
Налази су засновани на подацима из програма ЈВСТ Генерал Обсервер 5073 (ПИ: Х. Мелин са Универзитета Нортхумбриа у Уједињеном Краљевству). 19. јануара 2025. истраживачи су користили НИРСпец-ов Интеграл Фиелд Унит да посматрају Уран непрекидно 15 сати. Резултати су објављени у часопису Геопхисицал Ресеарцх Леттерс.
Веб је најмоћнији свемирски телескоп икада лансиран. У оквиру међународне сарадње, Европска свемирска агенција је обезбедила услугу лансирања помоћу ракете Ариане 5. ЕСА је такође надгледала модификације потребне за мисију и обезбедила услуге лансирања кроз Арианеспаце. Поред тога, ЕСА је испоручила инструмент НИРСпец и допринела 50 процената средњег инфрацрвеног инструмента МИРИ, који је развио конзорцијум европских института финансираних од стране државе (Тхе МИРИ Еуропеан Цонсортиум) у партнерству са ЈПЛ и Универзитетом у Аризони.
Свемирски телескоп Џејмс Веб је заједничка мисија НАСА-е, ЕСА и Канадске свемирске агенције (ЦСА).
