Tim predvođen doktorantkinjom Paolom Tiranti iskoristio je James Webb teleskop i NIRSpec IFU da napravi prvu trodimenzionalnu mapu gornje atmosfere Urana, prateći H3+ emisiju do ~5.025 km. Najtopliji sloj nalazi se između ~3.000 i 4.000 km (vrh ~470 K), dok gustina jona dostiže maksimum pri ~1.175 km. Posmatranja otkrivaju dve auroralne zone i centralno oslabljen pojas povezan sa nepravilnim magnetskim poljem, a globalna kolonski ponderisana temperatura iznosi 426 K—indikator dugotrajnog hlađenja.
Prva 3D mapa gornje atmosfere Urana otkriva neobične aurore i nastavak hlađenja
Paola Tiranti of Northumbria University. (CREDIT: Northumbria University/Barry Pells)
Doktorantkinja Paola Tiranti i međunarodni tim koristeći Svemirski teleskop James Webb napravili su prvu trodimenzionalnu mapu gornje atmosfere Urana, otkrivši neočekivane prostorne obrasce temperature, gustine jona i auroralne emisije.
Posmatranje je izvedeno 19. januara 2025. i trajalo je 15,4 časa (blizu pune rotacije Urana, ~17,2 h). Podaci potiču iz Webbove General Observer kampanje 5073 (vođa: dr Henrik Melin, Northumbria University) i prikupljeni su instrumentom NIRSpec IFU. Zbog velike osetljivosti Webba tim je mogao da prati slabu infracrvenu emisiju jonskog molekula H3+ i rekonstruše vertikalne profile u koracima od 350 km, od 475 km do 5.025 km iznad vrhova oblaka.
Glavni nalazi:
Uranus (January 2025). (CREDIT: ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb))
- Najtopliji sloj atmosfere leži između ~3.000 i 4.000 km, sa temperaturom koja raste sa ~419 K na 475 km do vrha od ~470 K pri ~3.625 km, a zatim opada sa visinom.
- Gustina jona dostiže maksimum znatno niže, oko 1.175 km, što znači da temperaturni maksimum i maksimum jonske gustine nisu kolokalizovani. Ovo sugeriše različite mehanizme deponovanja i preraspodele energije.
- Totalna infracrvena emisija u sloju 3.000–4.000 km više korelira sa temperaturom nego sa gustinom, što ukazuje da termalni procesi dominiraju emisijom na tim visinama; niže, pri vrhu gustine, obrazac se menja.
Paola Tiranti of Northumbria University. (CREDIT: Northumbria University/Barry Pells)
- Posmatranja otkrivaju dve svetle auroralne zone blizu magnetskih polova i izraženo, centralno "izbleđelo" područje između njih, povezujući prostornu strukturu emisije sa neobičnom, jarko pomerenom i nagnutom magnetnom geometrijom Urana. Slični oslabljeni pojasevi su ranije viđeni i na Jupiteru.
- Pokrivenost posmatranja bila je ograničena na geometriju između ~25°N i 25°S; autori naglašavaju da je južna aurora samo delimično uzorkovana, pa su potrebna dodatna posmatranja za potpunu sliku.
- Globalni trend hlađenja gornje atmosfere se nastavlja: tim izveštava kolonski ponderisanu temperaturu od 426 K (neznatno više od JWST disk-prosečne vrednosti 415 K, ali niže od nekih ranijih zemaljskih merenja). Uzrok dugoročnog hlađenja je i dalje predmet rasprave; jedno od objašnjenja je smanjena snaga Sunčevog vetra.
Examples of spectral fitting and vertical profiles. (a) Spectrum at 1,175 km, after LOS inversion (blue). (b) Same as in panel (a) but at 3,275 km. (CREDIT: Geophysical Research Letters)
Ograničenja i pouzdanost:
- Rekonstruisani profili smatraju se pouzdanim do ~5.025 km (tipične neizvesnosti <10% do te visine). Iznad te granice H3+ postaje veoma redak i efekti van lokalne termodinamičke ravnoteže (non-LTE) mogu uticati na rezultate.
Studija je objavljena u časopisu Geophysical Research Letters i predstavlja važan korak u razumevanju kako magnetna geometrija i procesi u jonosferi oblikuju auroralne i termalne karakteristike ledenih džinova.
Pomozite nam da budemo bolji.
