Очень далекие огни Авроры: космический телескоп «Джеймс Уэбб» сделал первый в истории снимок полярного сияния на Нептуне

Космическому телескопу «Джеймс Уэбб» впервые в истории удалось сделать снимок полярных сияний на Нептуне. На изображении выше слева представлено прошедшее обработку фото Нептуна, сделанное камерой космического телескопа «Хаббл» в видимом диапазоне, а справа — оно же в комбинации со снимком, полученным с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) «Джеймса Уэбба». На комбинированном снимке хорошо различимо свечение в ионосфере (верхних слоях атмосферы) — полярное сияние.

Это явление наблюдается не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы: Юпитере, Сатурне и Уране. На существование полярных сияний и на Нептуне косвенно указывали данные, собранные межпланетным аппаратом «Вояджер-2», который пролетел мимо Нептуна в 1989 году, но только теперь, благодаря «Джеймсу Уэббу», астрономам удалось увидеть полярные сияния в атмосфере планеты.

На Земле и не только полярные сияния возникают, когда заряженные частицы, источником которых в основном является Солнце, попадают в магнитное поле планеты, а затем сталкиваются с частицами газов в ионосфере. Высвобождаемая в результате этих столкновений энергия и порождает характерное свечение. Кроме того, такое взаимодействие частиц приводит к образованию в ионосфере Сатурна, Юпитера и Урана катионов триводорода (H₃⁺) — теперь их выбросы на Нептуне надежно зафиксировал спектрограф «Уэбба».

Примечательно, что в случае Нептуна называть свечение ионосферы полярным сиянием не совсем верно. Дело в том, что магнитное поле самой далекой планеты Солнечной системы по не до конца понятным причинам наклонено на 47° относительно оси ее вращения. Именно поэтому сияния на снимке видны в основном не в приполярных областях Нептуна, а в средних и экваториальных широтах.

Наконец, наблюдения «Джеймса Уэбба», проведенные в 2023 году, показали, что верхние слои атмосферы Нептуна остыли на несколько сотен градусов с 1989-го, когда измерения проводил «Вояджер-2». По данным ученых, за почти 35 лет температура в верхних слоях атмосферы Нептуна упала примерно вдвое. Этим обстоятельством может объясняться тот факт, что полярные сияния на Нептуне не удавалось разглядеть до появления «Уэбба»: их интенсивность снизилась вместе с температурой.