Először örökítették meg Uránusz felső légkörének változásait

Az Uránusz (és a Neptunusz) igen rejtélyes bolygó, távoli, s eddig csupán „futó kaland” volt az űrszondáink egyike számára. 1986-ban a Voyager-2 mintegy 81500 kilométerre száguldott el tőle, és eközben tudta közelebbről vizsgálni. Sem előtte, sem azóta nem közelítette meg ember alkotta tárgy, és ez sajnos még jó ideig így is marad.

Ezért e távoli jégóriást az űrteleszkópjaink segítségével tudjuk csak megismerni. A James Webb-űrteleszkóp közel 3 milliárd kilométer távolságból figyelhette meg a bolygó légkörét, az izgalmas eredményekről az Európai Űrhivatal (ESA) számolt be. A megfigyelések alapján született tanulmányt a Geophysical Research Letters folyóiratban tették közzé a kutatók.

Először sikerült megfigyelni, miként változik a hőmérséklet és a töltött részecskék viselkedése az Uránusz felső légkörében, a légköri magassági szint függvényében. A JWST NIRSpec műszere követte több mint 15 órán át, vagyis szinte egy teljes tengelyforgásnyi (17 óra 14 perc) időn át a változásokat, és detektálta a légkör tetején lévő molekulák gyenge fénylését is. A megfigyelésekre 2025 januárjában került sor.

A vizsgálatokban a látható felhőzet tetejétől számított 475-5025 kilométeres magasságokat figyelte az űrteleszkóp. Ez gyakorlatilag az Uránusz ionoszférája, vagyis az a légköri régió, amely a benne lévő hidrogén ionizációja révén közvetlenül kapcsolódik az űridőjárás jelenségeihez és a mágnességhez. Ez az a régió, ahol a bolygó sarki fényei is keletkeznek. A kutatók arra is választ kerestek, hogyan vált hűvösebbé az Uránusz légköre az elmúlt évtizedekben.

Kiderült, hogy az ionok sűrűsége ezer kilométeres magasságban a legnagyobb, a hőmérséklet pedig 3–4 ezer kilométer között tetőzik. Az Uránusz mágneses tere erősen megdőlt és a bolygó belsejéhez képest el is van tolva, ennek hatását az ionoszféra mintázatai is követik. A mágneses pólusok környékén mérte a JWST a legerősebb infravörös sugárzást – ez a felső légkörben keletkező, elektromosan töltött hidrogénből ered.

Ez gyakorlatilag az Uránusz infravörös sarki fénye, amely – a földihez hasonlóan – azért alakul ki, mert a mágneses erővonalak mentén itt csapódik be a legtöbb töltött részecske a légkörbe. E két sarki fényt kibocsátó folt között azonban olyan régió található, amelynek a sugárzása rendkívül gyenge. Ez nagyon hasonló ahhoz, amit a Jupiter esetében is mértek egyébként.

A felső légköri hőmérséklet kapcsán a JWST igazolta, hogy még most is tovább csökken. A friss adatok szerint 426 Kelvin-fokos (kb. 150 Celsius-fokos) volt, ez pedig alacsonyabb, mint a korábbi földi teleszkópokkal végzett mérések eredménye volt.