Sarki fény látható a Neptunuszon a James Webb-űrteleszkóp legújabb felvételén

A Neptunusz, a legkülső bolygó Naprendszerünk jeges, távoli régiójában kering, 30-szor messzebb a Naptól, mint a Föld. Eddig mindössze egyetlen emberi űreszköz látogatta meg, 1989-ben a Voyager-2 űrszonda. Az azóta eltelt évtizedekben a Hubble-űrteleszkóp volt a legjobb eszközünk, amellyel megfigyelhettük, a rendszeresnek mondható megfigyeléseiből lassan megértjük a távoli bolygó időjárását, a különös sötét foltokat is.

Azonban csak a legújabb, James Webb-űrteleszkóppal végzett megfigyelések hoztak e tudásunkban igazi áttörést.

Először sikerült a jégóriás légkörében felizzó sarki fényt megfigyelni, a Napból érkező nagyenergiás részecskék hatására kialakult jellegzetes fénylést meglátni.

A korábbi megfigyelések során már voltak arra utaló adatok, hogy van sarki fénye a Neptunusznak, megfigyelni azonban nem tudtuk, annak ellenére, hogy a másik három óriásbolygón már rég megpillanthattuk.

Mint kiderült, csak amiatt kellett várni, mert kizárólag a Webb infravörös-közeli tartományban üzemelő műszerei voltak alkalmasak a megfigyelésére. Az adatgyűjtésre 2023 nyarán került sor, a Webb közeli-infravörös spektrográfja, a NIRSpec műszerrel. Így a bolygó fotója mellett a színképét is megkapták a szakemberek, amelyből a felső légköre összetételét és hőmérsékletét lehetett megismerni.

Itt pillanthatták meg legelőször azt az emissziós vonalat, azaz a kibocsátott fényt, amely a trihidrogén kationra jellemző – ez a részecske három hidrogén atommagból és két elektronból áll. Annak ellenére, hogy az átlagember nem túl gyakran találkozik a trihidrogén kationnal (H3+), a Világegyetemünk egyik leggyakoribb ionjáról van szó, kis nyomáson és alacsony hőmérsékleten rendkívül gyakori, így a csillagközi térben is összetalálkozhatnánk vele.

A felvételen a Webb által észlelt fénylését türkizkék foltok jelzik. A H3+ eddig az óriásbolygók felső légkörében egyértelmű jele volt a sarki fénynek, azonban a földi eszközökkel nem sikerült megfigyelnünk, a Webbre volt szükség hozzá.

A Neptunusz sarki fénye merőben eltér attól, amit akár itthon, akár a másik óriásbolygókon láthatunk, nem a bolygó északi és déli sarkvidékéhez kötődik a megjelenése. Ez annak köszönhető, hogy a Neptunusz forgástengelye (ami a földrajzi sarkvidékeket meghatározza) igen jelentősen, 47 fokkal eltér a mágneses tengelyétől.

A Földön is van eltérés a kettő közt, emiatt nem esik egybe a mágneses és a földrajzi pólus, ám a mienk csak 11 fokban különbözik. A Neptunusz esetében a 47 fok annyit jelent, hogy a mágneses pólusa a közepes földrajzi szélességi övbe esik (kb. hazánk szélességében gondolkodjunk).

A Webb által elvégzett hőmérsékleti mérések is magyarázzák, miért nem láthattuk meg oly sokáig e sarki fényeket. A Voyager 1989-es mérési adatához képest igen jelentősen lehűlt a bolygó felső légköre, kb. 358 Kelvin-fokos (85 Celsius-fokos) volt a mostani adatok szerint, míg a korábbiakban 750 Kelvin-fokos (477 Celsius-fokos) volt a magaslégköri hőmérséklet.

Alacsonyabb hőmérsékleten pedig kevésbé fényes auróra alakult ki, ezért a korábbi célzott megfigyelésekben jóval fényesebbet vártak, mint amilyen lehetett. A Voyager idején a nyár uralta a távoli bolygó felénk néző mágneses pólusa környékét, most pedig már őszbe hajlik – azonban a tapasztalt változás rövidebb idő alatt játszódott le, mint az évszakváltás.

A kutatók szerint hasonló változást az Uránusz felső légköre is mutatott, azonban az okok egyelőre nem ismertek. Az például kizárt, hogy a napciklussal összefügg, mivel ez jelenleg erősebb, így erősebb sugárzással is éri el a távoli óriásbolygót, mint a Voyager idején. Azonban a Webb segítségével egy teljes napcikluson keresztül követni fogják a Neptunusz változásait, és talán arra is választ kaphatnak, hogy minek köszönhető a bolygó mágneses tengelyének különös állása.

Arról persze a jelenlegi, egyre inkább tudományellenes politikai hangulatban csak ábrándozhatnak a kutatók, hogy tényleg lesz olyan űrszonda, amellyel pont ezt a jégóriást kereshetnék fel – tervek léteznek már erre.