Международные ученые-астрономы во главе с аспиранткой Паолой Тиранти из Нортумбрийского университета (Northumbria University) впервые построили трехмерную карту верхней атмосферы Урана, опираясь на данные, полученные с телескопа «Джеймс Уэбб». Полученные результаты демонстрируют, как уникальное магнитное поле планеты создает сложные полярные свечения и оказывает воздействие на распределение энергии.

Используя спектрограф NIRSpec, ученым удалось зафиксировать слабое свечение молекул на расстоянии до 5000 км над облаками в течение 15 часов наблюдений. Впервые были детально определены температура и плотность ионов: максимальная температура наблюдается на высоте 3000–4000 км, а максимальная ионная плотность — около 1000 км. Также обнаружены две интенсивные полосы свечения вблизи магнитных полюсов и зона с пониженной эмиссией между ними – подобные структуры ранее регистрировались на Юпитере.

Магнитное поле Урана обладает необычными характеристиками: оно отклонено от вертикали на 60 градусов и смещено от центра планеты, что приводит к сложному движению свечений над её поверхностью. Полученные недавно сведения позволили установить, как магнитные линии воздействуют на заряженные частицы и влияют на строение атмосферы.

Ключевым выводом стало подтверждение процесса охлаждения верхней атмосферы Урана, который начался в 1990-х годах. Зафиксированная средняя температура составила 426 К (150°C), что меньше, чем при предыдущих измерениях. Причины этого явления остаются невыясненными и, возможно, помогут понять энергетический баланс ледяных гигантов.

Новое исследование открывает возможности для изучения планет за пределами Солнечной системы и процессов, определяющих состав их атмосферы. Телескоп «Джеймс Уэбб» и группа исследователей совершили значительный прогресс в понимании физических свойств ледяных гигантов и их необычных магнитных полей.