Космічному телескопу ім. Джеймса Вебба вдалося вперше спостерігати полярні сяйва на Нептуні. Вчені отримали дані ще в червні 2023 року за допомогою спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону NIRCam. Робота з описом відкриття була опублікована в журналі Nature Astronomy.
Полярні сяйва виникають, коли заряджені частинки, наприклад, сонячного вітру, під дією магнітного поля планети прямують до магнітних полюсів. При зіткненні з верхніми шарами атмосфери вивільняється енергія, яка і створює сяйво. Досі явища спостерігалися на всіх газових гігантах, окрім Нептуна, хоча вчені отримали натяки на існування полярних сяйв на планеті в 1989 році, коли повз неї пролетів апарат Voyager 2.
Авроральна активність на Нептуні відрізняється від інших планет. Той же Voyager 2 виявив, що його магнітне поле зміщене на 47 градусів щодо осі обертання. Це означає, що магнітні полюси планети, де і виникають полярні сяйва, розташовані в середніх широтах. На знімках, отриманих «Веббом», аврори зображені блакитними плямами.
Крім зображень газового гіганта, вчені отримали спектр, що дає змогу охарактеризувати склад і температуру іоносфери. Уперше було виявлено емісійну лінію катіона тригідрогену H3+ – одного з найпоширеніших іонів у Всесвіті. Саме цей елемент є явною ознакою авроральної активності.
Вимірювання температури іоносфери здивувало дослідників. Порівняно з даними 1989 року вона охолола майже вдвічі. Такий результат може пояснити, чому полярні сяйва не вдавалося виявити раніше. Високі температури свідчать про більшу кількість енергетичних частинок і частіші зіткнення між ними, що спричиняє яскраві аврори, тоді як за низьких температур вони значно слабшають.
Надалі за допомогою «Вебба» вчені спробують дослідити Нептун протягом повного 11-річного сонячного циклу. Нові дані можуть допомогти в розумінні походження магнітного поля газового гіганта та його дивного нахилу, а також прояснити поведінку верхніх шарів атмосфери Нептуна.