Космическому телескопу им. Джеймса Уэбба удалось впервые пронаблюдать полярные сияния на Нептуне. Учёные получили данные ещё в июне 2023 года с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRCam. Работа с описанием открытия была опубликована в журнале Nature Astronomy.
Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы, например, солнечного ветра, под действием магнитного поля планеты направляются к магнитным полюсам. При столкновении с верхними слоями атмосферы высвобождается энергия, которая и создаёт сияние. До сих пор явления наблюдались на всех газовых гигантах, кроме Нептуна, хотя учёные получили намёки на существование полярных сияний на планете в 1989 году, когда мимо неё пролетел аппарат Voyager 2.
Авроральная активность на Нептуне отличается от остальных планет. Тот же Voyager 2 обнаружил, что его магнитное поле смещено на 47 градусов относительно оси вращения. Это значит, что магнитные полюса планеты, где и возникают полярные сияния, расположены в средних широтах. На снимках, полученных “Уэббом”, авроры изображены голубыми пятнами.
Кроме изображений газового гиганта, учёные получили спектр, позволяющий охарактеризовать состав и температуру ионосферы. Впервые была обнаружена эмиссионная линия катиона тригидрогена H3+ – одного из самых распространённых ионов во Вселенной. Именно этот элемент является явным признаком авроральной активности.
Измерение температуры ионосферы удивило исследователей. По сравнению с данными 1989 года она остыла почти вдвое. Такой результат может объяснить, почему полярные сияния не удавалось обнаружить ранее. Высокие температуры указывают на большее количество энергетических частиц и их более частые столкновения, что приводит к ярким аврорам, тогда как при низких температурах они заметно слабеют.
В дальнейшем с помощью “Уэбба” учёные попробуют исследовать Нептун в течение полного 11-летнего солнечного цикла. Новые данные могут помочь в понимании происхождения магнитного поля газового гиганта и его странного наклона, а также прояснить поведение верхних слоёв атмосферы Нептуна.