Телескоп Кека подтвердил существование инфракрасных полярных сияний на Уране

Астрономы подтвердили на практике существование инфракрасных полярных сияний на Уране, поиски которых велись последние тридцать лет. На их наличие указали зоны повышенной концентрации ионов H₃+ в верхней атмосфере Урана, обнаруженные в архивных данных наблюдений обсерватории Кека. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Уран остается одной из самых малоизученных и загадочных планет Солнечной системы, которая посещалась лишь «Вояджером-2» с пролетной траектории. Одно из необычных свойств Урана заключается в его смещенном от центра планеты на треть радиуса и наклоненном на 59 градусов относительно оси вращения планеты магнитном поле. Учитывая, что сама ось вращения Урана сильно наклонена к плоскости его орбиты, возникает необычная структура магнитосферы.

В магнитосфере Урана неоднократно наблюдались полярные сияния, однако их существование подтверждено только для ультрафиолетового и радиодиапазонов. В инфракрасном диапазоне сияния долгое время не удавалось надежно обнаружить — их пытаются отследить по распределению ионов водорода H₃+, который возникает в верхних слоях атмосферы планеты в ходе столкновений между фотоэлектронами и молекулами водорода.

Группа астрономов во главе с Эммой Томас (Emma M. Thomas) из Лестерского университета сообщила о регистрации инфракрасного северного полярного сияния на Уране. Ученые проанализировали данные наблюдений за Ураном, полученные пятого сентября 2006 года при помощи наземной обсерватории Кека.

Исследователи определили, что наблюдаемые области с увеличенной плотностью ионов H₃+, которые возникают ближе к магнитному экватору, не сильно отличаются по температуре от других областей и не могут быть объяснены тепловыми процессами, меридиональным переносом ионов в сторону полюса или выпадением вещества из колец Урана. Зато подходит модель полярных сияний, возникающих при взаимодействии магнитосферы с солнечным ветром и приводящих к значительной ионизации верхних слоев атмосферы.

Еще одним выводом работы стало то, что подобные сияния все же могут наблюдаться и на Нептуне, который тоже обладает смещенным магнитным полем. Несмотря на то, что его верхние слои атмосферы более холодные, инфракрасные сияния ранее могли быть не замечены из-за слабого периода их активности, а не из-за их отсутствия.

Ранее мы рассказывали о том, как ионы водорода помогли увидеть магнитный экватор Юпитера.