Δείτε το περίεργο υπέρυθρο σέλας του Ουρανού

Για πρώτη φορά,

αστρονόμοι

που χρησιμοποιούν δεδομένα από το τηλεσκόπιο Keck II εντόπισαν την παρουσία ενός υπέρυθρου σέλας στον πλανήτη Ουρανό. Η ανακάλυψη θα μπορούσε να ρίξει φως σε μερικές από τις άγνωστες ιδιότητες των μαγνητικών πεδίων των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος. Θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει γιατί ένας πλανήτης τόσο μακριά από τον ήλιο είναι πιο καυτός από όσο θα έπρεπε. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 23 Οκτωβρίου στο περιοδικό

Αστρονομία της Φύσης


.

[Related:


Uranus got its name from a very serious authority


.]

ο

Όργανο NIRSPEC

(Κοντά στο υπέρυθρο SPECtrograph) στο Παρατηρητήριο Keck στη Χαβάη χρησιμοποιήθηκε για τη συλλογή 6 ωρών παρατηρήσεων του Ουρανού το 2006. Οι συγγραφείς της μελέτης μελέτησαν προσεκτικά 224 εικόνες για να βρουν σημάδια ενός συγκεκριμένου ιονισμένου με σωματίδια τριατομικού υδρογόνου ή Η3+. Βρήκαν στοιχεία H3+ στα δεδομένα μετά από συγκρούσεις με φορτισμένα σωματίδια. Η εκπομπή δημιούργησε μια υπέρυθρη λάμψη σέλας πάνω από τον βόρειο μαγνητικό πόλο του Ουρανού. Η ίδια η εικόνα είναι η απόδοση ενός καλλιτέχνη του υπέρυθρου σέλας, πάνω σε μια εικόνα του Ουρανού από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.

Σέλας Ουρανίας εναντίον Σέλας της Γης

Τα σέλας στον πλανήτη Ουρανό προκαλούνται όταν τα φορτισμένα σωματίδια από τον ήλιο αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη με τον ίδιο τρόπο που αλληλεπιδρούν στη Γη. Τα σωματίδια διοχετεύονται κατά μήκος γραμμών μαγνητικού πεδίου προς τους μαγνητικούς πόλους. Όταν εισέρχονται στην ατμόσφαιρα του Ουρανίου, τα φορτισμένα σωματίδια προσκρούουν σε μόρια της ατμόσφαιρας. Αυτό κάνει τα μόρια να λάμπουν.

Τα κυρίαρχα αέρια στην ατμόσφαιρα του Ουρανού είναι

υδρογόνο και ήλιο

και βρίσκονται σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από ό,τι στη Γη. Η παρουσία αυτών των αερίων σε αυτές τις θερμοκρασίες κάνει τα σέλας του Ουρανού να λάμπουν κυρίως σε υπεριώδη και υπέρυθρα μήκη κύματος. Συγκριτικά, τα σέλας στη Γη προέρχονται από άτομα οξυγόνου και αζώτου που συγκρούονται με τα φορτισμένα σωματίδια και τα χρώματα είναι κυρίως μπλε, πράσινο και κόκκινο και μπορούν γενικά να φαίνονται με το ανθρώπινο μάτι στα σωστά γεωγραφικά πλάτη.

Ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας είναι ασυνήθιστοι πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα επειδή είναι

Τα μαγνητικά πεδία δεν είναι ευθυγραμμισμένα με τους άξονες στους οποίους περιστρέφονται

. Οι αστρονόμοι δεν έχουν βρει εξήγηση για αυτό, αλλά ενδείξεις θα μπορούσαν να βρίσκονται στο σέλας του Ουρανού.

Μέτρηση υπέρυθρων

Στο

μελέτη

μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε τις πρώτες μετρήσεις του υπέρυθρου σέλας στον Ουρανό από τότε που ξεκίνησαν οι έρευνες στον πλανήτη το 1992. Το υπεριώδες σέλας του Ουρανού ήταν

παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1986

αλλά το υπέρυθρο σέλας δεν έχει παρατηρηθεί μέχρι τώρα, σύμφωνα με την ομάδα.

Αναλύοντας συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός που εκπέμπεται από τον πλανήτη. Με αυτά τα δεδομένα, μπορούν να αναλύσουν το φως που ονομάζεται γραμμές εκπομπής από αυτούς τους πλανήτες, το οποίο είναι παρόμοιο με έναν γραμμωτό κώδικα. Στο υπέρυθρο φάσμα, οι γραμμές που εκπέμπονται από τα σωματίδια H3+ θα έχουν διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας ανάλογα με το πόσο ζεστό ή κρύο είναι το σωματίδιο και πόσο πυκνό είναι αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας. Στη συνέχεια, οι γραμμές λειτουργούν σαν ένα θερμόμετρο που μετράει τη θερμοκρασία του πλανήτη.

Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι υπήρξαν ευδιάκριτες αυξήσεις στην πυκνότητα H3+ στην ατμόσφαιρα του Ουρανού με μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία. Αυτό είναι σύμφωνο με τον ιονισμό που προκαλείται από την παρουσία ενός υπέρυθρου σέλας. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν τα μαγνητικά πεδία στους άλλους εξωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Θα μπορούσαν επίσης οι επιστήμονες να εντοπίσουν άλλους πλανήτες που είναι κατάλληλοι για υποστήριξη ζωής.

[Related:


Ice giant Uranus shows off its many rings in new JWST image


.]

«Η θερμοκρασία όλων των αέριων γιγάντων πλανητών, συμπεριλαμβανομένου του Ουρανού, είναι εκατοντάδες βαθμούς Κέλβιν/Κελσίου πάνω από αυτή που προβλέπουν τα μοντέλα αν θερμανθεί μόνο από τον ήλιο, αφήνοντάς μας το μεγάλο ερώτημα για το πώς αυτοί οι πλανήτες είναι τόσο θερμότεροι από το αναμενόμενο; Μια θεωρία προτείνει ότι το ενεργητικό σέλας είναι η αιτία αυτού, το οποίο παράγει και ωθεί θερμότητα από το σέλας προς τα κάτω προς τον μαγνητικό ισημερινό», η συν-συγγραφέας της μελέτης και φοιτήτρια διδακτορικού του Πανεπιστημίου του Λέστερ,

Έμμα

Τόμας.

είπε σε δήλωση

.

Ενδείξεις για ζωή σε εξωπλανήτες

Σύμφωνα με τον Thomas, οι περισσότεροι από τους εξωπλανήτες που ανακάλυψαν οι αστρονόμοι ανήκουν στην κατηγορία του υπο-Ποσειδώνα, επομένως έχουν παρόμοιο μέγεθος με τον Ποσειδώνα και τον Ουρανό. Παρόμοια μαγνητικά και ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά θα μπορούσαν επίσης να υπάρχουν σε αυτούς τους εξωπλανήτες. Το σέλας του Ουρανού συνδέεται άμεσα με το μαγνητικό πεδίο και την ατμόσφαιρα του πλανήτη, επομένως η μελέτη του μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να κάνουν προβλέψεις σχετικά με τις ατμόσφαιρες και τα μαγνητικά πεδία και την καταλληλότητά τους για υποστήριξη ζωής.

Αυτά τα

αποτελέσματα

μπορεί επίσης να παρέχουν μια εικόνα για ένα σπάνιο φαινόμενο στη Γη που ονομάζεται γεωμαγνητική αναστροφή. Αυτό συμβαίνει όταν ο βόρειος και ο νότιος πόλος αλλάζουν τις θέσεις του ημισφαιρίου.

Σύμφωνα με τη NASA

, οι αντιστροφές πόλων είναι αρκετά συνηθισμένες στη γεωλογική

ιστορία

της Γης και η τελευταία συνέβη πριν από περίπου 780.000 χρόνια. Τα παλαιομαγνητικά αρχεία δείχνουν ότι τα τελευταία 83 εκατομμύρια χρόνια, οι μαγνητικοί πόλοι της Γης έχουν αντιστραφεί 183 φορές. Έχουν επίσης αντιστραφεί τουλάχιστον αρκετές εκατοντάδες φορές τα τελευταία 160 εκατομμύρια χρόνια. Τα χρονικά διαστήματα μεταξύ αυτών των αντιστροφών κυμαίνονται, αλλά κατά μέσο όρο περίπου 300.000 χρόνια.

«Δεν έχουμε πολλές μελέτες για αυτό το φαινόμενο και ως εκ τούτου δεν γνωρίζουμε τι επιπτώσεις θα έχει αυτό σε συστήματα που βασίζονται στο μαγνητικό πεδίο της Γης, όπως οι

δορυφόροι

, οι επικοινωνίες και η πλοήγηση», είπε ο Thomas. «Ωστόσο, αυτή η διαδικασία συμβαίνει καθημερινά στον Ουρανό λόγω της μοναδικής κακής ευθυγράμμισης των περιστροφικών και μαγνητικών αξόνων. Η συνεχής μελέτη του σέλας του Ουρανού θα παράσχει δεδομένα για το τι μπορούμε να περιμένουμε όταν η Γη θα παρουσιάσει μια μελλοντική αντιστροφή πόλου και τι θα σημαίνει αυτό για το μαγνητικό της πεδίο».