Уникальность Урана: как солнечный ветер контролирует температуру планеты

Уран — одна из самых необычных планет Солнечной системы. Его ось вращения наклонена на экстремальные 98 градусов, что делает его "лежачим" гигантом, вероятно, из-за древнего столкновения. Орбита Урана также уникальна — он движется в ретроградном направлении, противоположном большинству других планет. Эти особенности делают Уран предметом пристального изучения ученых.

Фото: commons.wikimedia.org by NASA, PDM

Уран - GPN-2000-000440

Уран выделяется не только своим наклоном, но и загадками верхней атмосферы. Его термосфера-корона нагревается до 500 °C, и астрономы долго не могли понять источник этого тепла. Эта область простирается на 50 000 км над поверхностью и постепенно охлаждается. Наблюдения, начатые еще в 1986 году с миссии Voyager 2, показали, что температура термосферы Урана за десятилетия упала вдвое. При этом нижняя атмосфера планеты остается стабильной.

Причины таких изменений долго оставались загадкой. Новое исследование, опубликованное в Geophysical Review Letters, под руководством Адама Мастерса из Имперского колледжа, проливает свет на эту проблему. Ученые пришли к выводу, что ключевую роль в охлаждении играет солнечный ветер — поток заряженных частиц, исходящих от Солнца.

"Такое сильное влияние солнечного ветра на термосферу Урана уникально для Солнечной системы", — отмечает Мастерс.

С 1990-х годов давление солнечного ветра стало снижаться, что совпало с падением температуры атмосферы Урана. В отличие от Земли, где основным источником тепла выступают фотоны солнечного света, на Уране именно солнечный ветер контролирует температуру термосферы. Уменьшение солнечного ветра позволяет магнитосфере планеты расширяться, блокируя часть энергии и снижая нагрев.

"Снижение мощности солнечного ветра напрямую связано с ослаблением нагрева термосферы Урана", — поясняют авторы исследования.

Это открытие меняет подход к изучению Урана. Планируемая миссия Uranus Orbiter and Probe (UOP), рекомендованная в Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032, может быть скорректирована для более детального изучения взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой планеты.

Ученые также рассматривают возможные параллели с экзопланетами. Подобные механизмы охлаждения могут наблюдаться и за пределами нашей системы, что открывает новые горизонты в изучении пригодности планет для жизни.

"Понимание взаимодействий между звездами и планетами поможет в поиске миров с мощными магнитными полями, способными поддерживать жизнь", — подытожил Мастерс.

Уточнения

Ура́н — планета Солнечной системы, седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе.