Відкриття полярного сяйва на Урані дає підказки про життєпридатні крижані світи

Вперше підтверджено наявність інфрачервоної аврори на холодній зовнішній планеті Уран. Відкриття може пролити світло на загадки, пов′язані з магнітними полями планет нашої Сонячної системи, і навіть на те, чи можуть далекі світи підтримувати життя.

Про це розповідають в Лестерському університеті, передають OstanniPodii.com.

Група вчених отримала перші вимірювання інфрачервоної (ІЧ) аврори на Урані з моменту початку досліджень у 1992 році. У той час як ультрафіолетові (УФ) аврори Урана спостерігаються з 1986 року, досі не було підтверджень ІЧ-аврори. Висновки вчених опубліковано в журналі Nature Astronomy.

Крижані гіганти Уран і Нептун -- незвичайні планети нашої Сонячної системи, оскільки їхні магнітні поля зміщені щодо осей їх обертання. Вченим ще належить знайти пояснення цьому явищу, та можливо підказка до розгадки криється в аврорах Урана.

Аврори (полярні сяйва) виникають завдяки високоенергетичним зарядженим частинкам, які через силові лінії магнітного поля планети спрямовуються вниз і стикаються з атмосферою планети. На Землі найбільш відомим результатом цього процесу є видовище північного й південного сяйва. На таких планетах, як Уран, де атмосфера складається переважно з водню й гелію, аврори випромінюють світло за межами видимого спектра, в таких діапазонах хвиль, як інфрачервоний.

Дослідники використовували інфрачервоні вимірювання аврор, отримані шляхом аналізу певних довжин хвиль світла, випромінюваного планетою -- світло (відоме як емісійні лінії) можна аналізувати подібно до штрих-коду. В інфрачервоному спектрі лінії, що випускаються зарядженою частинкою, відомою як H₃⁺, мають різну яскравість залежно від того, наскільки гаряча або холодна ця частинка та наскільки щільний шар атмосфери. Таким чином, лінії діють на планету як термометр.

Новини за подібною темою:

		Нептун та Уран насправді майже однакові за кольором
		"Вебб" показав дивовижний і динамічний крижаний Уран, сповнений цікавих атмосферних явищ

Спостереження показали виразне збільшення щільності H₃⁺ в атмосфері Урану за незначної зміни температури, що відповідає іонізації, викликаній присутністю інфрачервоної аврори. Це не тільки допомагає краще зрозуміти магнітні поля зовнішніх планет нашої Сонячної системи, а й може допомогти у виявленні інших планет, придатних для підтримки життя.

"Температура всіх планет-гігантів, включно з Ураном, на сотні градусів Кельвіна/Цельсія вища, ніж пророкують моделі, якщо їх нагріває лише Сонце, що ставить нас перед великим питанням: як ці планети є настільки гарячішими, ніж очікується?". Згідно з однією з теорій, причиною цього є енергійна аврора, яка генерує й штовхає тепло від аврори вниз до магнітного екватора", - каже провідна авторка роботи Емма Томас, аспірантка Школи фізики та астрономії Лестерського університету.

"Більшість відкритих до теперішнього часу екзопланет належать до категорії субнептунових і, отже, за своїми фізичними розмірами схожі на Нептун та Уран. Це може означати й схожі магнітні та атмосферні характеристики. Аналізуючи аврору Урану, яка безпосередньо пов'язана з магнітним полем та атмосферою планети, ми можемо зробити прогнози щодо атмосфер і магнітних полів цих світів, а отже, і їхньої придатності для життя".

"Ця робота є кульмінацією 30-річних авроральних досліджень Урана, в результаті яких нарешті було виявлено інфрачервону аврору та почалася нова ера досліджень аврор на цій планеті. Отримані нами результати нададуть змогу розширити наші знання про аврори на крижаних гігантах і зміцнити розуміння планетарних магнітних полів у нашій Сонячній системі, на екзопланетах і навіть на нашій власній планеті".

Отримані результати можуть також дати вченим уявлення про рідкісне явище на Землі, під час якого північний і південний полюси міняються місцем розташування півкуль, відоме як геомагнітна інверсія.

Емма Томас додає: "У нас не так багато досліджень, присвячених цьому явищу, і тому ми не знаємо, який вплив воно матиме на системи, залежні від магнітного поля Землі, такі як супутники, засоби зв'язку та навігації. Однак на Урані цей процес відбувається щодня через унікальну неузгодженість обертальної та магнітної осей. Подальше вивчення аврор Урану надасть змогу отримати дані про те, чого можна очікувати від майбутнього переполюсування Землі та як це відіб'ється на її магнітному полі".

• Уран
• полярне сяйво