Их отследили по излучению ионов водорода
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.