Инфракрасное сияние на Уране подтверждено впервые
Астрономы, используя архивные данные гигантского телескопа Кек II на Мауна-Кеа на Гавайях, впервые успешно увидели инфракрасное сияние Урана. Подобно полярным сияниям на Земле, полярные сияния на Уране возникают, когда заряженные частицы, движущиеся в солнечном ветре, взаимодействуют с магнитным полем планеты и направляются вдоль силовых линий магнитного поля к магнитным полюсам.
Когда они входят в атмосферу Урана, заряженные частицы сталкиваются с молекулами атмосферы, заставляя эти молекулы светиться. На Земле полярное сияние возникает в результате столкновений с атомами кислорода и азота и имеет преимущественно красный, зеленый и синий цвета.
Однако на Уране преобладающими атмосферными газами являются водород и гелий при гораздо более низких температурах, чем на Земле. Это приводит к тому, что полярное сияние Урана имеет преимущественно ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн.
Ультрафиолетовое сияние на Уране было впервые замечено в 1986 году зондом НАСА «Вояджер-2», который в том же году пролетел мимо планеты. Чтобы обнаружить его инфракрасный аналог, потребовалось почти 40 лет.
Используя данные спектрометра ближнего инфракрасного диапазона Keck II (NIRSPEC), полученные еще в 2006 году, астрономы под руководством аспиранта Эммы Томас из Университета Лестера в Англии определили линии излучения молекулы H3+. H3+ — катион триводорода, содержащий три протона и только два электрона, то есть он положительно заряжен.
Эмиссия Урана была результатом ионизации молекулярного водорода и образования катионов H3+ после столкновений с заряженными частицами, при этом эмиссия создала инфракрасное авроральное свечение над северным магнитным полюсом. По сути, команда Томаса видела северное сияние Урана.
«Температура всех газовых планет-гигантов, включая Уран, на сотни градусов Кельвина/Цельсия выше, чем предсказывают модели, даже если они нагреваются только от Солнца, и у нас возникает большой вопрос: почему эти планеты настолько горячее, чем ожидалось», — сказал он. Томас в заявлении.
«Одна из теорий предполагает, что причиной этого является энергичное полярное сияние, которое генерирует и выталкивает тепло от полярного сияния вниз к магнитному экватору».
Еще одна загадка, которую могут помочь решить полярные сияния, заключается в том, почему магнитные поля Урана (и Нептуна) смещены относительно их осей вращения на такую большую величину — на Уране смещение составляет 59 градусов.
Поскольку полярные сияния прослеживают структуру магнитного поля планеты, которая связана с верхними слоями (ионосферой и термосферой) атмосферы, дальнейшее исследование может выявить скрытые подсказки относительно происхождения этого смещения.
