Телескоп JWST впервые зафиксировал полярные сияния на Нептуне

Космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) совершил очередное открытие — впервые в истории запечатлел полярные сияния на Нептуне. Это событие стало возможным благодаря уникальной чувствительности инструмента в ближнем инфракрасном диапазоне. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с магнитным полем планеты. Магнитные линии направляют эти частицы к полюсам, где они сталкиваются с молекулами атмосферы, заставляя их светиться. Однако на Нептуне этот процесс имеет ключевые отличия:

• Сияния расположены не у полюсов, а в средних широтах из-за наклона магнитной оси на 47 градусов.
• Они невидимы для человеческого глаза, так как излучают в инфракрасном спектре.
• В их формировании участвуют экзотические молекулы — триводородные катионы (H₃⁺).

"Оказалось, что запечатлеть авроры Нептуна можно только с помощью инфракрасной чувствительности JWST. Мы были поражены не только самим фактом обнаружения, но и четкостью сигнала", — Хенрик Мелин, планетолог из Университета Нортумбрии.

Попытки обнаружить полярные сияния на Нептуне предпринимались десятилетиями. В 1989 году зонд Voyager 2 пролетел мимо планеты, но его оборудование не могло зафиксировать H₃⁺. Позже наземные обсерватории, включая телескопы Keck и NASA Infrared Telescope Facility, также не смогли обнаружить эти молекулы, несмотря на теоретические предсказания.

JWST изменил ситуацию благодаря спектрографу NIRSpec, который выявил триводородные катионы. Однако ученые столкнулись с неожиданностью — верхние слои атмосферы Нептуна оказались значительно холоднее, чем во время пролета Voyager 2.

1. В 1989 году температура составляла около -200°C.
2. В 2023 году она упала до -300°C.

Открытие JWST подтверждает, что атмосферы газовых гигантов динамичны и подвержены значительным изменениям. Ученые предполагают, что низкие температуры могли сделать сияния слишком слабыми для обнаружения ранее. Кроме того, облака Нептуна могли отражать свет, маскируя авроры.

Исследователи подчеркивают, что будущие миссии к Урану и Нептуну должны быть оснащены инфракрасными инструментами для детального изучения их ионосферы. Как отметил соавтор исследования Ли Флетчер из Лестерского университета:

"JWST открыл окно в ранее недоступный для наблюдения слой атмосферы ледяных гигантов".