Vůbec poprvé se mezinárodnímu týmu astronomů podařilo zmapovat vertikální strukturu horních vrstev atmosféry Uranu. Odkryli tak, jak se po celé planetě s výškou mění teploty i nabité částice. K objevu jim pomohl přístroj NIRSpec na teleskopu Jamese Webba, s jehož pomocí pozorovali Uran téměř po celou dobu jedné jeho rotace (která trvá 17 hodin a 14 minut). Během pozorování zaznamenávali slabý svit z molekul vysoko nad mraky. Výsledky představují nové okno do procesů ovlivňujících, jak ledoví obři distribuují energii ve svých horních vrstvách.

Studii vedla Paola Tiranti z Northumbria University ve Spojeném Království. Zaměřila se na mapování teplot a hustoty iontů v atmosféře, která se táhne více než 5 000 kilometrů nad vrcholky mraků Uranu. Konkrétně šlo o oblast ionosféry, kde se atmosféra ionizuje a interaguje se silným magnetickým polem planety. Tato jedinečná data poskytla dosud nejdetailnější portrét toho, kde se formují polární záře planety, jak jsou ovlivňovány nezvykle skloněným magnetickým polem a jak atmosféra Uranu pokračovala v posledních 30 letech v chladnutí. Měření ukazují teplotní špičku mezi 3 000 a 4 000 kilometry, zatímco hustota iontů dosahuje svého vrcholu v 1 000 kilometrech. Vědci odhalili jasné podélné variace spojené se složitou geometrií magnetického pole planety.

„Tohle je poprvé, kdy jsme byli schopni vidět horní vrstvy atmosféry Uranu ve třech rozměrech,“ rozplývá se Paola Tiranti a dodává: „Díky citlivosti Webbova teleskopu můžeme sledovat, kolik energie se přesouvá přes horní atmosféru vzhůru a dokonce vidět vliv jejího nevyváženého magnetického pole.“ Data z pozorování teleskopem Jamese Webba potvrdila, že horní vrstvy atmosféry Uranu stále chladnou, takže pokračuje trend, který začal počátkem 90. let minulého století. Tým naměřil průměrné teploty okolo 426 kelvinů (cca 150 °C) což je méně, než kolik naměřily pozemské teleskopy či dřívější kosmické sondy.

Blízko magnetických pólů Uranu byly objeveny dva jasné pruhy polárních září spolu s výrazným poklesem emise a hustoty iontů v části oblasti mezi těmito dvěma pruhy (což pravděpodobně souvisí s přechody v magnetických siločarách). Podobné ztmavlé oblasti byly pozorovány u Jupiteru, kde geometrie magnetického pole ovlivňuje pohyb nabitých částic v horní atmosféře. „Magnetosféra Uranu je jednou z nejpodivnějších ve Sluneční soustavě,“ říká Paola Tiranti a dodává: „Je nakloněna a posunuta od osy rotace planety, což znamená, že její polární záře se šíří po povrchu složitými způsoby. Webbův teleskop nám nyní ukázal, jak hluboko tyto efekty zasahují do atmosféry. Tím, že odhaluje vertikální strukturu Uranu v takových detailech, nám teleskop Jamese Webba pomáhá pochopit energetickou rovnováhu ledových obrů. Jedná se o zásadní krok k charakterizaci obřích planet mimo naši Sluneční soustavu.“

Zmíněná studie je založena na datech z programu JWST General Observer programme, konkrétně z pozorování 5073 (PI: H. Melin of Northumbria University in the United Kingdom), v rámci kterého byl přístroj NIRSpec využíván 19. ledna 2025 k pozorování Uranu po dobu 15 hodin. Výsledky výzkumu byly publikovány ve vědeckém časopise the Geophysical Research Letters.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/uranus_january_2025/27117041-1-eng-GB/Uranus_January_2025.jpg
https://www.esa.int/…/27117088-1-eng-GB/Uranus_collage_January_2025_annotated.jpg