Новое исследование раскрывает состав атмосферы Урана

Уран, седьмая планета Солнечной системы, расположенная между Сатурном и Нептуном, долгое время была загадкой. Но, проанализировав наблюдения, сделанные космическим телескопом «Хаббл» НАСА за 20-летний период, исследовательская группа из Университета Аризоны и других институтов предоставила новые сведения о составе и динамике атмосферы планеты.

Информация об Уране ограничена. Мы знаем, что планета состоит в основном из воды и аммиачного льда, ее диаметр составляет около 51 000 километров, что примерно в четыре раза больше земного, а ее масса примерно в 15 раз больше земной. Уран также имеет 13 колец и 28 спутников .

В январе 1986 года космический зонд НАСА «Вояджер-2» успешно завершил единственное на сегодняшний день исследование планеты, совершив пролет в рамках своей миссии по изучению внешних планет Солнечной системы.

Но благодаря этому новому исследованию мы теперь знаем немного больше об этом ледяном гиганте. Согласно исследованию, в котором оценивались снимки Хаббла, сделанные в период с 2002 по 2022 год, основными компонентами атмосферы Урана являются водород и гелий с небольшим количеством метана и очень небольшим количеством воды и аммиака. Уран выглядит бледно-голубо-зеленым, потому что метан поглощает красную составляющую солнечного света.

Исследование также пролило свет на времена года на планете.

В отличие от всех других планет Солнечной системы, ось вращения Урана почти параллельна плоскости его орбиты. По этой причине говорят, что Уран вращается в «перевернутом» положении, как показано на рисунке ниже. Предполагается, что это может быть связано со столкновением с объектом размером с Землю в прошлом.

Орбитальный период планеты составляет около 84 лет, что означает, что для определенной точки на поверхности период, когда солнце светит (часть весны, лета и часть осени), длится около 42 лет, а период, когда солнце не светит (часть осени, зимы и часть весны), также длится около 42 лет. В этом исследовании исследовательская группа провела 20 лет, наблюдая за временами года.

За этот период исследовательская группа наблюдала, как южный полярный регион темнел перед зимой, а северный полярный регион становился ярче с приближением лета. Наблюдая за планетой в четыре разных момента времени с разницей в годы, они могли видеть, как постепенная смена сезонов влияла на планету. Верхний ряд показывает, как выглядела планета, если смотреть на нее только с видимым светом.

Вторая строка сверху — псевдоцветное изображение, основанное на наблюдениях в видимом свете и ближнем инфракрасном диапазоне. Зеленый цвет указывает на меньшее количество метана в атмосфере, чем синий, а красный — на отсутствие метана. Более низкие уровни метана в атмосфере на полюсах (которые, как вы помните, находятся по бокам планеты, а не сверху и снизу) указывают на то, что сезонные колебания уровня метана незначительны. На самом левом изображении в этом ряду южный полюс зеленого цвета погружается в темноту. На трех других изображениях можно увидеть зеленую область северного полюса с низким содержанием метана, появляющуюся в поле зрения. (Четвертый ряд показывает то же отсутствие колебаний метана, но без окраски.)

Но что насчет третьей строки? Здесь показаны оценки распространенности аэрозолей с использованием видимого света и инфракрасных изображений, которые не были окрашены. Светлые области облачны с высоким содержанием аэрозолей, а темные области прозрачны с низким содержанием аэрозолей. Примечательно, что на этих изображениях есть сезонные колебания. Арктический регион был ясным в начале весны (в 2002 году), но стал облачным по мере того, как лето прогрессировало (с 2012 по 2022 год). Напротив, антарктический регион, по-видимому, прояснился по мере того, как осень переходила в зиму. Команда считает, что эти сезонные изменения являются доказательством того, что солнечный свет изменяет уровни аэрозольного тумана на планете.

Хотя результаты этого исследования охватывают длительный 20-летний период, это все еще отражает только один период сезонных изменений в атмосфере Урана. Исследовательская группа продолжит наблюдение за Ураном по мере того, как полярные регионы переходят в новостные сезоны, чтобы собрать больше данных.

Эта история первоначально появилась на сайте WIRED Japan и была переведена с японского языка.