Телескоп Джеймса Уэбба впервые подробно проследил вертикальную структуру верхней атмосферы Урана — учёные измерили температуру и плотность ионов до 5000 км над видимыми облаками, зафиксировали максимум температур на высотах 3000-4000 км и пик ионной плотности около 1000 км. Наблюдения также показали две яркие авроальные полосы и тёмную область между ними, напрямую связанную со смещённой и наклонённой магнитосферой планеты.
Команда во главе с Паолой Тиранти использовала инструмент NIRSpec в режиме интегрального поля и наблюдала Уран непрерывно в течение почти полного оборота планеты, 15 часов подряд. Данные позволили впервые картировать, как меняются температура и электрически заряженные частицы по высоте — до 5000 км над видимой верхушкой облаков, в области ионосферы.
«Впервые мы можем увидеть верхнюю атмосферу Урана в трёх измерениях. С чувствительностью Webb мы прослеживаем, как энергия поднимается через атмосферу планеты и даже видим влияние её несимметричного магнитного поля.»
Паола Тиранти, руководитель проекта, Университет Нортумбрии
Наблюдения показали две хорошо выраженные авроальные полосы у магнитных полюсов и промежуточную тёмную зону с пониженной эмиссией и ионной плотностью. Такое распределение указывает на сложную структуру линий магнитного поля: оно не просто наклонено относительно оси вращения, но и смещено относительно центра планеты.
Сходные тёмные регионы отмечают и на Юпитере, где форма магнитосферы направляет движение заряженных частиц. На Уране эффект проявляется иначе: по долготе наблюдаются чёткие различия — то есть магнитосфера по-разному «подсвечивает» атмосферу в зависимости от угла обзора и положения планеты.
Главный практический результат — у нас теперь есть вертикальная модель, которая связывает поток энергии от магнитосферы с конкретными слоями атмосферы. Это важный шаг для сравнения Урана с другими ледяными гигантами и для интерпретации спектров экзопланет с похожими размерами и атмосферными условиями.
Дальше ожидаются более длительные кампании наблюдений и сопоставление с данными по другим длинам волн, чтобы понять, какие процессы охлаждают атмосферу — тренд, замеченный ещё в 1990‑х — и как это влияет на глобальную энергодинамику планеты. Уэбб подтвердил, что у нас есть инструмент, способный вывести изучение ледяных гигантов на новый уровень; теперь очередь за дополнительными наблюдениями и моделированием.