RW Space

На основе данных почти 20-летней давности ученые наконец подтвердили наличие инфракрасных полярных сияний, светящихся в северных регионах Урана.

Это открытие позволяет астрономам заполнить некоторые неизвестные сведения о Урановые полярные сияния и, возможно, прольют некоторый свет на то, почему планета настолько горячее, чем должна быть, так далеко от Солнца.

«Температура всех газовых планет-гигантов, включая Уран, составляет сотни градусов Кельвина/Цельсия выше того, что предсказывают модели, если только они будут согреты Солнцем, оставляя нас перед большим вопросом: почему эти планеты настолько горячее, чем ожидалось?» говорит астрофизик Эмма Томас из Университета Лестера в Великобритании.

«Одна из теорий предполагает, что причиной этого является энергичное полярное сияние, которое генерирует и выталкивает тепло от полярного сияния вниз к магнитному экватору».

p>

Полярные сияния возникают, когда энергичные частицы ускоряются по направлению к планете, обычно вдоль силовых линий магнитного поля, и взаимодействуют с частицами, обычно в его атмосфере, когда они падают на него дождем. Ионизация, возникающая в результате этого взаимодействия, создает свечение.

Они очень далеки от исключительного земного явления, хотя в разных мирах могут выглядеть по-разному.

Мощные постоянные полярные сияния Юпитера светятся в ультрафиолетовом свете, как и марсианские. Венера такая же зеленая, как и Земля. У Меркурия нет атмосферы; его полярные сияния проявляются в виде рентгеновской флуоресценции минералов на поверхности.

С 1986 года мы знаем об ультрафиолетовых полярных сияниях на Уране, и, возможно, там даже присутствует рентгеновский компонент. Ученые полагали, что на ней также должны быть инфракрасные полярные сияния, подобные тем, что наблюдались на Юпитере и Сатурне. Однако, несмотря на то, что они занимались поисками с 1992 года, доказательства этого свечения оказались неуловимыми.

Хотя зондов Урана, к сожалению, было мало, Томас и ее команда полагали, что мы могли обнаружить инфракрасное излучение. полярные сияния, не осознавая этого.

В 2006 году прибор NIRSPEC (ближний инфракрасный спектрограф) в обсерватории Кека использовался для сбора 6-часовых наблюдений Урана. Именно здесь исследователи решили поискать.

Они тщательно изучили 224 изображения в поисках признаков конкретной частицы – ионизированного трехатомного водорода (H₃^{). +}). Сила свечения этой частицы меняется в зависимости от температуры, а это значит, что ее можно использовать для измерения того, насколько горяч или холоден объект.

Но когда исследователи обнаружили признаки H₃⁺ в своих данных они обнаружили, что ее плотность увеличилась без изменения температуры атмосферы планеты.

Это согласуется с увеличением ионизации верхних слоев атмосферы, которое астрономы ожидают увидеть с инфракрасное полярное сияние. Поэтому они говорят, что подпись, наконец, представляет собой открытие инфракрасных полярных сияний в атмосфере Урана.

Поскольку полярные сияния связаны как с атмосферой, так и с магнитным полем Урана, это открытие добавляет некоторую информацию, которая может помочь нам. лучше понять некоторые из самых странных загадок планеты. Например, его магнитное поле представляет собой своего рода беспорядок – не только наклонено вбок, но и к тому же асимметрично.

И это могло бы помочь нам лучше понять изобилие миров, подобных Нептуну и Урану, в космосе. галактику в целом и оценить их пригодность для жизни, говорит Томас. Это потому, что мы можем изучить, как светятся эти инопланетные миры, чтобы сделать выводы об их собственных атмосферах и магнитосферах, основываясь на наших наблюдениях за Ураном.

«Эта статья является кульминацией 30-летних исследований полярных сияний на Уране. который, наконец, выявил инфракрасное полярное сияние и положил начало новой эпохе исследований полярных сияний на планете», — говорит она.

«Наши результаты расширят наши знания о ледяных гигантских полярных сияниях и укрепят наше понимание планетарных сияний». магнитные поля в нашей Солнечной системе, на экзопланетах и ​​даже на нашей собственной планете».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.