Infravörösben ragyog az Uránusz sarki fénye

A Leicesteri Egyetem kutatóinak köszönhető a felfedezés, amely a Naprendszer talán legkülönösebb magnetoszférájú bolygójához kötődik. Az Uránusz mágneses tengelye pedig egyrészt félrecsúszott, másrészt dőlésében is 59 fokos eltérést mutat. E rendkívüli magnetoszféráról nagy távolságból a sarki fények árulhatják el a legtöbbet. A távoli óriásbolygók légköre jórészt hidrogént és héliumot tartalmaz, így a sarki fényeik mások, mint az itthon megszokottak, a látható tartományon túli ragyogásban teljesednek be, például infravörös és ultraibolya tartományban.

Az Uránuszt eddig csak a Voyager-1 űrszonda közelítette meg, és ennek is már majdnem 40 éve. Az óriásbolygóról alkotott képünk azóta csupán az űrteleszkópok, illetve a földi óriásteleszkópok révén bővülhetett. Az ultraibolya fényben látszó sarki fényét már ekkor megismerhettük, az infravörösben ragyogó auróráját csak most sikerült először igazolni, holott már 1992-től fogva keresték.

A kutatók most a Keck II óriásteleszkóp megfigyelésein keresztül igazolták e sarki fényt. A Keck bizonyos hullámhosszakon végzett színképi méréseit elemezve sikerült rábukkanni az infravörös színképvonalakra. Ez a hidrogén bizonyos ionizált formájára jellemző, a fényerőssége pedig attól függ, mennyire van hideg az adott helyszínen, és mennyire sűrű az a légköri réteg, ahol a részecske található. Ezzel az infravörös sarki fény gyakorlatilag hőmérőként is használható! A kutatók ez esetben a méréseikkel azt találták, hogy míg a hőmérséklet nagyjából állandó, a hidrogénionok sűrűsége növekszik.
„Az gázóriások, köztük az Uránusz hőmérséklete több száz Kelvin- vagy Celsius-fokkal magasabb, mint amennyi pusztán a napsugárzás révén lehetne a modellszámítások szerint. Ez a nagy kérdés: miért ennyivel melegebbek ezek a bolygók? Az egyik elmélet szerint az igen nagy energiájú sarki fények felelősek érte azzal, hogy a mágneses egyenlítő irányába kényszeríti a hőt” – magyarázta Emma Thomas, a Nature Astronomy folyóiratban publikált kutatás vezetője.

A fenti videó az Uránusz mágneses terét mutatja be valós helyzetben. A sárga nyíl mutat a Nap felé, a világoskék nyíl a mágneses tengely (a nyíl iránya az északi mágneses pólust jelöli). A sötétkék nyíl a forgástengely, ennek is az északra mutató fele. A narancssárga vonalak a mágneses erővonalak.

A felfedezésnek különösen nagy jelentősége lehet egyes exobolygók szempontjából. Rengeteg, a Neptunuszhoz, Uránuszhoz hasonló méretű exobolygót találtak már a csillagászok, amelyek könnyen lehet, hogy összetételükben és mágnességükben is hasonlítanak a „hazai” bolygókra. Az Uránusz sarki fénye és légköre közti közvetlen kapcsolat elemzése alapján, ha ez az összefüggés az exobolygókra is áll, ezek a távoli égitestek akár az életre is alkalmasak lehetnek.

Az Uránusz magnetoszférájának vizsgálata, az arról feltáruló részletek földi tanulsággal is szolgálhatnak. Nem sokat tudunk arról, miként zajlik például egy mágneses pólusváltás, mik ennek a légköri hatásai. Az Uránusz rendkívüli állású magnetoszférájában azonban ez mindennapos esemény, így a tanulmányozásával a földi magnetoszféra jövőbeli pólusváltásának körülményeibe is bepillanthatunk. Ez ugyan az életünkre, a közhiedelemmel ellentétben, nem jelent semmiféle veszélyt, de az infrastruktúránk, a navigációnk és a műholdjaink megszenvedhetik.