Jak możemy przeczytać w najnowszym artykule opublikowanym w renomowanym periodyku Nature, astronomowie analizujący dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) dostrzegli podczerwone zorze polarne na Neptunie. Żaden inny instrument w historii nie był w stanie ich dostrzec, co pozostawiało wśród naukowców pewien niedosyt po tym, gdy sonda Voyager 2 ponad trzy dekady temu zarejestrowała zorze różnego rodzaju na Jowiszu, Saturnie i Uranie.
Co do zasady sam mechanizm powstawania zorzy polarnej w całym Układzie Słonecznym jest ten sam. Oto energetyczne cząstki emitowane przez Słońce uciekając od Słońca w kierunku zewnętrznej krawędzi naszego układu planetarnego, napotykają na swojej drodze magnetosfery poszczególnych planet. W takiej sytuacji cząstki wiatru słonecznego przechwytywane są przez linie pola magnetycznego danej planety, a następnie kierowane są w stronę biegunów magnetycznych planety, gdzie uderzają w jej atmosferę, powodując świecenie różnych gazów.
Czytaj także: Merkury oberwał właśnie gigantycznym rozbłyskiem ze Słońca. Mogły pojawić się ultrafioletowe zorze polarne
Warto tutaj wspomnieć, że w przypadku zórz polarnych kluczowe są bieguny magnetyczne planety. O ile na Ziemi znajdują się one w pobliżu faktycznych biegunów planety, o tyle na Neptunie oś pola magnetycznego nachylona jest pod kątem 47 stopni względem osi, wokół której planeta się obraca.
Warto tutaj zwrócić uwagę na jeszcze jeden istotny aspekt. O ile zorze polarne na Ziemi widoczne są jako światło w zakresie widzialnym o tyle na Neptunie już zorze nie są widoczne gołym okiem. Wynika to z tego, że świecą tam one w zakresie bliskiej podczerwieni.
To swoją drogą tłumaczy, dlaczego JWST był idealnym narzędziem do ich poszukiwania. Jakby nie patrzeć, teleskop ten od samego początku był przygotowywany do obserwowania wszechświata właśnie w zakresie promieniowania podczerwonego.
W 2023 roku astronomowie wykorzystali spektrograf zainstalowany na pokładzie teleskopu Jamesa Webba do poszukiwania kationu trójwodorowego H3+ w atmosferze Neptuna. Jon ten jest markerem zorzy polarnej w atmosferach planetarnych bogatych w wodór. Nie było jednak do końca wiadomo, czy uda się cokolwiek zarejestrować. Sonda Voyager 2 nie miała na swoim pokładzie instrumentów, które pozwoliłyby go wykryć, a teleskopy naziemne mimo prób niczego nie dostrzegły. Jak się jednak okazuje, warto było próbować. JWST nie tylko dostrzegł H3+ w atmosferze Neptuna potwierdzając aktywność zorzową, ale także odkrył, że od czasu, gdy sonda Voyager 2 przelatywała w pobliżu planety, jej atmosfera znacząco się ochłodziła. Pomiary wykazały, że różnica temperatury atmosfery tego lodowego olbrzyma wyniosła między tymi dwoma badaniami aż kilkaset stopni.
Czytaj także: James Webb odkrywa zorze polarne na… samotnym brązowym karle. Jak to możliwe?
Według naukowców może to tłumaczyć, dlaczego wszystkie podejmowane dotąd wysiłki w poszukiwaniu zórz na Neptunie spełzły na niczym. Otóż w niższych temperaturach zorze są słabsze i mogą znikać w świetle odbijającym się od chmur Neptuna.
Jedno jest zatem pewne, jeżeli kiedyś w końcu któraś agencja kosmiczna zdecyduje się na wysłanie kolejnej sondy do Urana i Neptuna, musi na jej pokładzie zainstalować instrument obserwujący w zakresie podczerwieni, aby w końcu z bliska przyjrzeć się zorzom polarnym tych lodowych olbrzymów.