Дослідження Габбла перевернули уявлення про Уран

Десятиліття даних, зібраних космічним телескопом “Габбл”, дозволили міжнародній команді астрономів по-новому поглянути на те, що відбувається з Ураном. Новий аналіз, опублікований в журналі Nature Astronomy, обчислює спін однієї з найменш вивчених планет Сонячної системи з безпрецедентною точністю.

Об’єкт, створений людиною, відвідав сьому планету від Сонця лише одного разу. 24 січня 1986 року космічний апарат НАСА “Вояджер-2” здійснив проліт повз неї, зібравши одні з найповніших даних про далекого сусіда Землі, до яких мали доступ науковці. Серед них були деякі дивні факти, наприклад, той факт, що магнітне поле Урана було сильно нахилене і зміщене. Порівнюючи вимірювання цього поля, астрономи змогли оцінити період обертання планети в 17 годин, 14 хвилин і 24 секунди.

Однак у цей розрахунок було закладено похибку в 36 секунд. Це може здатися незначним, але, як зазначають астрономи у своїй новій статті, цього було достатньо, щоб спостерігачі не змогли знайти магнітну вісь планети менш ніж через два роки після візиту “Вояджера-2”.

Ця невизначеність пояснюється тим, що гігантські планети, такі як Уран, створюють унікальні проблеми для наукових спостерігачів. Хоча технічно Уран не є газовим гігантом, оскільки він має тверде ядро, важко побачити, що насправді відбувається у всьому цьому газі, оскільки потужні вітри прориваються крізь товщу атмосфери.

Спроба повторно проаналізувати ультрафіолетові дані, зібрані “Вояджером-2” у 2009 році, не змогла покращити розуміння того, як швидко обертається Уран. Щоб вирішити цю загадку, астрономи звернулися до космічного телескопа “Хаббл”, який почав робити знімки ультрафіолетових полярних сяйв планети у 2011 році. Подібно до полярних сяйв, які можна спостерігати на Землі, наприклад, Північне сяйво, полярні сяйва на Урані спричинені частинками, що вдаряються об атмосферу і взаємодіють з магнітним полем. У наступні роки було зроблено більше знімків, що дозволило спостерігати вражаючі світлові шоу за різних умов сонячного вітру і магнітосфери.

Аналіз зображень “Габбла” у поєднанні з даними, зібраними “Вояджером-2”, дозволив точніше розрахувати швидкість обертання Урана. Те, що вони виявили, дійсно вкладається в початкову похибку: згідно з їхніми розрахунками, Уран обертається зі швидкістю рівно 17 годин, 14 хвилин і 52 секунди. Похибка все ще залишається, але вона зменшилася до 0,036 секунди.

“Наше вимірювання не лише забезпечує важливий орієнтир для спільноти планетологів, а й вирішує давню проблему: попередні системи координат, засновані на застарілих періодах обертання, швидко ставали неточними, що унеможливлювало відстеження магнітних полюсів Урана в часі”, – сказав Лоран Ламі, астроном з Паризької обсерваторії PSL, який очолював дослідницьку групу, в своїй заяві. “Завдяки цій новій системі довгот ми тепер можемо порівнювати астрономічні спостереження, що охоплюють майже 40 років, і навіть планувати майбутню місію до Урана”.

Місія, про яку він говорить, – це ще незапланований зонд, який Національні академії наук, інженерії та медицини включили до списку головних пріоритетів НАСА на 2022 рік. Завданням цього апарату буде картографування гравітаційних і магнітних полів Урана – місія, яка стане простішою завдяки цьому новому відкриттю.

Але (а з Ураном завжди є “але”), ця місія наразі існує лише на папері. НАСА, як і більша частина федерального уряду, стикається з невизначеним майбутнім, тож невідомо, коли люди знову поринуть у це далеке газове диво, і чи поринуть взагалі.