Разгадаха тайната на необичайното охлаждане на Уран

Уран е различен от другите планети в Слънчевата система. Докато оста на въртене на повечето планети е перпендикулярна на тяхната орбитална равнина, Уран е наклонен на екстремните 98 градуса спрямо равнината на еклиптиката.

Изглежда, че лежи на една страна, вероятно поради древен сблъсък. Освен това орбитата му е ретроградна – противоположна на движението на другите планети.

Уникалността на Уран се простира до неговата атмосфера.

Неговите горни слоеве, наречени термосфера, се нагряват до повече от 500 градуса по Целзий и източниците на тази топлина отдавна озадачават астрономите. Термосферата се простира на 50 000 км над повърхността на планетата, което също е необичайно. А още по-странното е, че температурата ѝ пада.

Когато „Вояджър 2“ прелетя покрай Уран през 1986 г., той измери температурата на термосферата.

През следващите десетилетия телескопите непрекъснато наблюдаваха температурата на Уран и всички измервания показаха, че оттогава тя е намаляла наполовина. Никоя друга планета не е преживявала подобни промени.

Термосферата на Уран включва йоносфера, която помага на астрономите да измерват температурата.

Това е слой от йони, който разделя долната атмосфера от магнитосферата на планетата. H3+ йони в йоносферата бързо достигат топлинно равновесие със заобикалящите ги неутрални частици, излъчвайки фотони в близката инфрачервена светлина.

Мистериозният спад на температурата не е следствие от сезонни промени или 11-годишния цикъл на Слънцето.

Скорошно проучване, публикувано в Geophysical Review Letters, предполага, че температурата на термосферата на Уран се контролира от слънчевия вятър, поток от заредени частици, излъчван от външния слой на Слънцето.

Това е плазма, състояща се главно от електрони и протони, но също така съдържаща атомни ядра и тежки йони.

От 1990 г. средното налягане на слънчевия вятър постепенно спада, съвпадайки с промяната на температурата на Уран.

Намаляването на мощността на кинетичната енергия на слънчевия вятър води до намаляване на температурата.

Планетата е до голяма степен защитена от слънчевия вятър от своята магнитосфера. Той предава фотони, които нагряват например Земята. Уран обаче е много по-далеч от Слънцето: почти 3 милиарда километра, докато Земята е само на 228 милиона километра.

Броят на фотоните, достигащи до Уран, не е достатъчен за генериране на топлина.

Намаляващият слънчев вятър оказва по-малко натиск върху магнитосферата на Уран и тя се разширява, като по този начин спира слънчевия вятър още по-ефективно. Това от своя страна охлажда горните слоеве на атмосферата.

Откритието може да повлияе на бъдеща мисия на Uranus Orbiter и Probe до Уран.

Тя ще се съсредоточи върху изучаването на атмосферата на ледения гигант и ще помогне да се обясни как енергията от слънчевия вятър прониква в уникалната магнитосфера на Уран.

Ако подобна ситуация е налице в нашата Слънчева система, тогава е възможна и извън нейните граници.

„Това силно взаимодействие между звездата и планетата на Уран може да ни помогне да разберем дали различни екзопланети създават силни магнитни полета във вътрешността си – важен фактор в търсенето на обитаеми светове извън Слънчевата система“, казва водещият автор д-р Адам Мастърс от Imperial Колеж Лондон.