Учёные раскрыли причину многолетнего охлаждения верхней атмосферы Урана

Постепенное снижение давления солнечного ветра — причина охлаждения термосферы Урана

Группа исследователей под руководством Имперского колледжа Лондона установила, что непредсказуемые долгосрочные изменения солнечного ветра являются причиной многолетнего охлаждения верхней атмосферы Урана. Наблюдения с Земли показали, что температура термосферы Урана, верхнего слоя атмосферы, снизилась примерно вдвое за последние несколько десятилетий, без однозначного объяснения.

Доктор Адам Мастерс, ведущий исследователь физического факультета Имперского университета, отметил: «Этот, по-видимому, очень сильный контроль солнечного ветра над верхней атмосферой Урана не похож на то, что мы видели на любой другой планете в нашей Солнечной системе».

Уран, запечатлённый камерой ближнего инфракрасного диапазона телескопа «Джеймс Уэбб». Источник: NASA, ESA, CSA, STScI

Исследование, опубликованное 14 ноября в журнале Geophysical Research Letters, показало, что постепенное снижение среднегодового внешнего давления солнечного ветра с 1990 года точно отражает снижение температуры термосферы Урана. Учёные предположили, что снижение давления солнечного ветра привело к увеличению размера магнитного «пузыря» Урана, известного как магнитосфера, который служит препятствием для солнечного ветра, достигающего поверхности планеты. Больший пузырь означает большее препятствие, что приводит в движение поток энергии через пространство вокруг Урана, в конечном итоге достигая термосферы планеты и, по-видимому, сильно влияя на её общую температуру.

Для планет, расположенных ближе к родительской звезде, таких как Земля, их термосфера контролируется звёздным светом. Однако для планет, расположенных дальше, которые могут иметь гораздо большие магнитосферы, энергия от звёздного ветра может быть гораздо более сильным фактором.

Источник: Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL111623

Это открытие может помочь исследователям, изучающим экзопланеты, пролить свет на типы сигналов, которые могут быть обнаружены от подобных экзопланет. Команда прогнозирует, что верхняя атмосфера Урана продолжит холодать или изменит тенденцию и снова станет теплее, в зависимости от того, как изменится солнечный ветер в ближайшие годы.

Единственным космическим аппаратом, пролетевшим мимо Урана, был Voyager 2 в 1986 году, на пути из Солнечной системы. С тех пор наземные телескопы регулярно измеряли температуру термосферы Урана, и за это время её общая температура снизилась примерно вдвое. Учёные исключили простой сезонный эффект и 11-летний «солнечный цикл» активности солнечных пятен как возможные причины этого охлаждения.

Загадка была окончательно решена, когда авторы статьи, работавшие в немного разных областях, собрались на конференции и поняли, что объяснение может быть связано с постепенными изменениями свойств солнечного ветра в том же временном интервале.