Jak wyglądają zorze na Neptunie?

Astronomowie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Webba po raz pierwszy uchwycili zorze na Neptunie. Odkrycie pomoże lepiej zrozumieć atmosferę gazowego olbrzyma.

.Gazowy olbrzym leży w mroźnej, ciemnej, rozległej granicy zewnętrznych krawędzi naszego Układu Słonecznego, około 4.5 miliardów kilometrów od Słońca. Po raz pierwszy, należący do NASA, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba uchwycił jasną zorze na Neptunie. Zjawisko to ma miejsce, gdy energetyczne cząstki, często pochodzące ze Słońca, zostają uwięzione w polu magnetycznym planety i ostatecznie uderzają w górną atmosferę. Energia uwalniana podczas tych zderzeń tworzy charakterystyczną poświatę.

.W przeszłości astronomowie widzieli oznaki podobnej aktywności na tej planecie, na przykład podczas przelotu sondy Voyager 2 w 1989 roku. Jednak obrazowanie i potwierdzenie tego, że zorze na Neptunie z pewnością mają miejsce, długo wymykało się naukowcom, pomimo udanych detekcji na Jowiszu, Saturnie i Uranie. Ostatnia planeta od Słońca była brakującym elementem, jeśli chodzi o wykrywanie zórz polarnych na planetach w Układzie Słonecznym.

Dane zostały uzyskane w czerwcu 2023 r. za pomocą spektrografu Webba w bliskiej podczerwieni. Oprócz obrazu planety, badacze z The Space Telescope Science Institute (STScI), uzyskali widmo, aby scharakteryzować skład i zmierzyć temperaturę górnej atmosfery planety (jonosfery). Po raz pierwszy wykryli niezwykle wyraźną linię emisyjną wskazującą na obecność kationu trójwodorowego (H₃+), który może tworzyć się w czasie zorzy. Na zdjęciach Neptuna wykonanych przez Webba, świecąca poświata pojawia się jako plamy przedstawione w kolorze cyjanowym. Badanie zostało opublikowane w Nature Astronomy.

„H₃+ był wyraźnym wskaźnikiem aktywności zorzy na wszystkich gazowych olbrzymach – Jowiszu, Saturnie i Uranie – i spodziewaliśmy się zobaczyć to samo na Neptunie, ponieważ przez lata badaliśmy planetę za pomocą najlepszych dostępnych instrumentów naziemnych. To tylko dzięki maszynie takiej jak Webb w końcu uzyskaliśmy to potwierdzenie” – podkreśla Heidi Hammel z Association of Universities for Research in Astronomy (AURA).

Zdaniem astronomów, zorze na Neptunie również wyraźnie różnią się od tych na Ziemi, a nawet na Jowiszu czy Saturnie. Zamiast ograniczać się do północnego i południowego bieguna planety, występują na średnich szerokościach geograficznych planety – na przykład tam, gdzie na Ziemi znajduje się Ameryka Południowa.

Wynika to z dziwnej natury pola magnetycznego Neptuna, pierwotnie odkryta przez Voyager 2 w 1989 roku, która jest nachylona pod kątem 47 stopni do osi obrotu planety. Ponieważ aktywność zórz polarnych zależy od tego, gdzie pola magnetyczne zbiegają się w atmosferze planety, na Neptunie znajdują się daleko od jego biegunów obrotowych.

.Odkrycie zorzy polarnej Neptuna pomoże naukowcom zrozumieć, w jaki sposób pole magnetyczne planety oddziałuje z cząsteczkami, które przepływają ze Słońca do odległych zakątków Układu Słonecznego, co pomoże lepiej poznać atmosferę gazowego olbrzyma.

Oprac. EG