Нове дослідження вирішує давні таємниці Урана

Нові спостереження показали, що ми помилялися щодо тривалості дня на Урані. Згідно з найточнішими на сьогодні вимірюваннями швидкості обертання цієї «пахучої» планети, повний день на Урані триває 17 годин, 14 хвилин і 52 секунди. Це на 28 секунд довше, ніж ми вважали раніше на основі даних, зібраних апаратом Voyager 2 під час прольоту повз Уран у 1986 році.

Може здатися, що це не суттєво… але насправді це дуже важливо.

«Наше вимірювання не лише дає ключову орієнтирну точку для спільноти планетологів, а й вирішує давню проблему: попередні системи координат, побудовані на застарілих даних про обертання, швидко втрачали точність, через що відстеження магнітних полюсів Урана ставало неможливим», — пояснює астрофізик Лоран Ламі з Паризької обсерваторії.

Чому це має значення?

Уран і Нептун — дві найдальші планети Сонячної системи, розташовані набагато далі від Сонця, ніж інші. Уран знаходиться на вдвічі більшій відстані від Сонця, ніж Сатурн, а Нептун — більш ніж утричі. Через це вони здаються тьмяними та маленькими на небі, що ускладнює їх вивчення. А ще це означає, що політ космічного апарата до них займає багато часу, і фактично лише місія Voyager наблизилася до них, і то десятки років тому.

Це обмежує наші знання про ці льодові гіганти, і робить їх залежними від умов, які склалися саме на момент тих прольотів. Отримати нові дані — справа непроста. Невірне уявлення про довжину дня на Урані призвело до певної плутанини. Однією з головних проблем стало те, що без точного знання тривалості доби неможливо було точно визначити орієнтацію магнітних полюсів Урана, і вже за кілька років після Voyager 2 вони «загубилися».

Як вчені переобчислили добу Урана

Щоб отримати нові дані, Ламі з колегами ретельно вивчили спостереження космічного телескопа «Габбл», зроблені в період з 2011 по 2022 рік. У цей час телескоп регулярно спостерігав ультрафіолетові авроралії Урана — подібні до північного сяйва на Землі.

Ці сяйва виникають, коли частинки сонячного вітру стикаються з магнітосферою планети, прискорюються вздовж магнітних ліній до полярних широт і потрапляють в атмосферу. Взаємодія між цими частинками викликає світіння — аврору. Одна з особливостей Урана полягає в тому, що його вісь обертання лежить майже паралельно площині екліптики (орбітальній площині, в якій обертаються планети навколо Сонця). Це сильно відрізняється від інших планет, де вісь обертання майже перпендикулярна. Така орієнтація ускладнює пошук магнітних полюсів.

Спростерігаючи ультрафіолетові сяйва, вчені змогли вирахувати розташування магнітних полюсів і на основі цього — точно визначити тривалість доби на Урані.

Новий еталон для гігантських планет

Це вимірювання — найточніше з усіх, коли-небудь зроблених для газових гігантів, кажуть науковці. Навіть точніше, ніж для Юпітера. Технологія, яку вони застосували, може бути використана й для інших гігантів Сонячної системи, щоб визначити внутрішню швидкість обертання.

«Завдяки цій новій системі довгот ми тепер можемо порівнювати спостереження аврорій за майже 40 років, а також готуватися до майбутньої місії на Уран», — додає Ламі.

Результати дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.