В данни с почти 20-годишна давност учените най-накрая потвърдиха наличието на инфрачервени полярни сияния, които светят в северните райони на Уран.

Това е откритие, което позволява на астрономите да разширят познанията ни за урановите полярни сияния. То може да хвърли светлина и върху причините, поради които планетата е толкова гореща (въпреки разстоянието, на което се намира от Слънцето).

"Температурата на всички газови гиганти, включително Уран, е със стотици градуси по Келвин/Целзий по-висока от тази, която моделите предвиждат, ако се затоплят само от Слънцето, което ни поставя пред големия въпрос защо тези планети са доста   по-горещи от очакваното?", казва астрофизикът Ема Томас от Университета в Лестър, Великобритания.

"Една от теориите предполага, че причината за това е енергийното полярно сияние, което генерира и изтласква топлината от полярното сияние надолу към магнитния екватор."

Визуализация, която показва къде се появява инфрачервеното сияние на Уран. Източник: NASA, ESA and M. Showalter/SETI Institute; University of Leicester

Полярните сияния се образуват, когато енергийни частици се ускоряват към планета, обикновено по линиите на магнитното поле, и взаимодействат с частици, обикновено в атмосферата, докато падат върху нея. Йонизацията, която се получава в резултат на това взаимодействие, предизвиква специфичните сияния.

Те далеч не са изключително земно явление, въпреки че могат да изглеждат много различно на различни светове.

Мощните, постоянни полярни сияния на Юпитер пламтят в ултравиолетова светлина, както и тези на Марс. На Венера са подобни на земните и са зелени. Меркурий няма атмосфера; неговите полярни сияния се проявяват като рентгенова флуоресценция от минералите на повърхността.

От 1986 г. знаем за съществуването на ултравиолетовите полярни сияния на Уран, като е възможно те дори да имат рентгенов компонент. Учените смятат, че на него трябва да има и инфрачервени полярни сияния, каквито се наблюдават на Юпитер и Сатурн. Те търсят доказателства за тях от 1992 г., но без успех.

Въпреки че сондите, достигали до Уран, се броят на пръсти, Томас и нейният екип смятат, че по всяка вероятност вече сме се натъкнали на инфрачервени полярни емисии. Просто не сме разбрали.

През 2006 г. инструментът NIRSPEC (Near InfraRed SPECtrograph) в обсерваторията Кек е използван за събиране на 6 часа наблюдения на Уран. И изследователите решават да анализират именно тях.

Те проучват щателно 224 изображения в желанието си да открият признаци на специфична частица - йонизиран триатомен водород (H3+). Силата на нейното светене се променя в зависимост от температурата, което означава, че тя може да се използва за измерване на това колко горещо или студено е дадено нещо.

Но когато изследователите откриват признаци на H3+ в данните си, те установяват, че плътността му се увеличава, без да се променя температурата на атмосферата на планетата.

Това съответства на увеличаването на йонизацията на горните слоеве на атмосферата, което астрономите очакват да видят при инфрачервеното полярно сияние. Ето защо те смятат, че тази сигнатура най-накрая доказва, че сме открили подобен феномен в атмосферата на Уран.

Тъй като полярните сияния са свързани както с атмосферата, така и с магнитното поле на Уран, откритието добавя информация, която може да ни помогне да разберем по-добре някои от най-странните загадки на планетата. Например магнитното поле на Уран е своеобразна гореща бъркотия – то хем е наклонено настрани, хем е асиметрично.

Това може да ни помогне да разберем по-добре изобилието от подобни на Нептун и Уран светове в галактиката и да оценим тяхната пригодност за живот - казва Томас. Това е така, защото можем да изследваме начина, по който тези чужди светове светят, за да направим изводи за техните собствени атмосфери и магнитосфери въз основа на наблюденията ни на Уран.

"Тази статия е кулминацията на 30-годишното изследване на полярните сияния на Уран, което най-накрая разкри инфрачервените сияния и постави началото на нова ера на изследване на полярните сияния на планетата", казва тя.

"Нашите резултати ще продължат да разширяват познанията ни за полярните сияния на ледените гиганти и ще укрепят разбирането ни за планетарните магнитни полета в нашата Слънчева система, на екзопланети и дори на нашата собствена планета."

Изследването е публикувано в Nature Astronomy.

Източник: Science Alert