JWST mapuje záhadné horní vrstvy atmosféry Uranu

Mezinárodní tým astronomů poprvé zmapoval vertikální strukturu horních vrstev atmosféry Uranu a odhalil, jak se teplota a nabité částice mění s výškou napříč planetou. Pomocí přístroje NIRSpec na palubě Webbova teleskopu JWST tým pozoroval Uran po téměř celou dobu jeho otočky kolem osy a detekoval slabou záři molekul vysoko nad mraky. Tato unikátní data poskytují dosud nejpodrobnější portrét toho, kde se polární záře planety tvoří, jak ji ovlivňuje neobvykle nakloněné magnetické pole a jak se atmosféra Uranu v posledních třech desetiletích nadále ochlazovala. Výsledky nabízejí nový pohled na to, jak ledoví obři distribuují energii ve svých horních vrstvách.

Studie, kterou vedla Paola Tirantiová z Northumbria University ve Spojeném království, zmapovala teplotu a hustotu iontů v atmosféře sahající až 5 000 kilometrů nad vrcholky mraků Uranu, což je oblast zvaná ionosféra, kde se atmosféra ionizuje a silně interaguje s magnetickým polem planety. Měření ukazují, že teploty dosahují vrcholu mezi 3 000 a 4 000 kilometry, zatímco hustota iontů dosahuje svého maxima kolem 1 000 kilometrů, což odhaluje podélné variace spojené se složitou geometrií magnetického pole.

„Toto je poprvé, co jsme byli schopni vidět horní vrstvy atmosféry Uranu ve třech rozměrech,“ řekla Tirantiová. „Díky citlivosti Webbova teleskopu můžeme sledovat, jak se energie pohybuje vzhůru skrz atmosféru planety, a dokonce vidět vliv jejího magnetického pole.“

Data z Webbova teleskopu potvrzují, že horní vrstvy atmosféry Uranu se stále ochlazují, což je pokračování trendu, který začal na počátku 90. let. Tým naměřil průměrnou teplotu kolem 426 kelvinů (asi 150 stupňů Celsia), což je méně než hodnoty zaznamenané pozemními dalekohledy nebo předchozími kosmickými sondami.

V blízkosti magnetických pólů Uranu byly detekovány dva jasné pásy polární záře spolu s výrazným úbytkem emisí a hustoty iontů v části oblasti mezi těmito dvěma pásy (pravděpodobně to souvisí s přechody v siločarách magnetického pole). Podobné tmavé oblasti byly pozorovány i u Jupitera, kde geometrie magnetického pole řídí, jak nabité částice cestují horními vrstvami atmosféry.

„Magnetosféra Uranu je jednou z nejpodivnějších ve Sluneční soustavě,“ dodala Tirantiová. „Je nakloněná a odsazená od rotační osy planety, což znamená, že její polární záře se složitým způsobem šíří po povrchu. Webbův teleskop nám nyní ukázal, jak hluboko tyto efekty zasahují do atmosféry. Tím, že JWST odhalil vertikální strukturu Uranu tak detailně, nám pomáhá pochopit energetickou bilanci ledových obrů. To je klíčový krok k charakterizaci obřích planet mimo Sluneční soustavu.“

Studie je založena na datech z programu JWST General Observer 5073 (hlavní řešitel: H. Melin z Northumbria University ve Spojeném království), který 19. ledna 2025 využil přístroj Integral Field Unit spektrografu NIRSpec k pozorování Uranu po dobu 15 hodin. Výzkum byl 19. února 2026 publikován v časopise Geophysical Research Letters.

Zdroj: https://esawebb.org/news/weic2602/?lang

autor: František Martinek