2012.04.17. - Sarki fényt fotóztak az Uránuszon is

Első alkalommal sikerült nem a bolygó mellett elhaladó, hanem a Föld körül keringő űreszközön, mégpedig a Hubble Űrteleszkóp fedélzetén működő kamerával sarki fényt megörökíteni az Uránuszon.

Laurent Lamy (Observatoire de Paris, Meudon) és kollégái a Hubble Űrteleszkóp 2011-es, gondosan időzített felvételein két alkalommal is detektálták az auróra fényes foltjait a bolygó nappali oldalán. (Az Uránusz éjszakai oldala természetesen még a HST számára is láthatatlan.) Ezt megelőzően a távoli sarki fények nyomát csak a bolygó mellett elhaladó űreszköz, a Voyager 2 szonda műszereivel sikerült megfigyelni, a földi észlelési kísérletek mind eredménytelenül végződtek. A bolygónk poláris területei felett megjelenő aurórával ellentétben azonban, amely akár órákra is zöld és bíbor színekbe boríthatja az égboltot, az Uránusz újonnan detektált sarki fényjelensége mindössze néhány percig tartott.

A sarki fény megjelenése az adott bolygó magnesztoszférája és az ún. napszél kölcsönhatásának a következménye: a Napból folyamatosan áramló töltött részecskék a mágneses tér erővonalai mentén spirális pályán mozogva ütköznek a légkör részecskéivel, gerjesztik azokat, a molekulák pedig a gerjesztés megszűnésekor fényt bocsátának ki. A mágneses tér szerkezete miatt a jelenség a mágneses pólusok közelében a legintenzívebb, ezt jelzi a sarki fény elnevezés is. Az Uránuszon sarki fényre utaló nyomokat először és mindeddig utoljára 25 évvel ezelőtt sikerült megfigyelni, amikor a Voyager 2 űrszonda elszáguldott a bolygó mellett. A "földi bázisú" detektálást nehezíti, hogy az Uránusz több, mint 4 milliárd kilométer távolságban van, illetve az, hogy a Földdel - de még akár a Jupiterrel és a Szaturnusszal összehasonlítva is - a mágneses teréről csak nagyon keveset tudunk.

A kompozit képek az Uránusz sarki fényeit mutatják. A két tranziens folt közel volt a bolygó északi mágneses pólusához.
[L. Lamy]

A forgástengelyének helyzetét tekintve az Uránusz igazi különc a Naprendszer bolygói között, ugyanis a planéta rotációs tengelye majdnem pontosan a pályasíkjában fekszik, míg a többi bolygó esetében nagy szögben hajlik ahhoz. A kutatók úgy gondolják, hogy a sarki fény szokatlan megjelenési formáját részben ez, részben a bolygó mágneses tengelyének különleges állása okozza. Az Uránusz esetében ugyanis a mágneses tengely egyrészt nem megy át a bolygó középpontján, másrészt mintegy 60 fokos szögben hajlik a forgástengelyhez, ami extrém nagy érték például a Földnél mérhető 11 fokos eltéréshez képest. Az elképzelések szerint az Uránusz mágneses terének gerjesztésében és a fenti sajátosságok kialakításában nagy szerepet játszik egy, a bolygó belsejében található sós óceán.

A 2011-ben lefényképezett poláris fényjelenségek nem csak a földi sarki fényektől különböznek, hanem az Uránusznak a Voyager 2 szonda által korábban detektált auróráitól is. Amikor az űreszköz évtizedekkel ezelőtt elrepült a bolygó mellett, az Uránusz a napfordulójának közelében volt, forgástengelye a Nap fele mutatott, ezért a mágneses tengelye nagy szöget zárt be a napszél irányával, így az akkori magnetoszférája sok hasonlóságot mutatott a Földével. 1986-ban a sarki fények sokkal tovább fennmaradtak, mint tavaly, és főleg a bolygó éjszakai oldalán voltak megfigyelhetők. Most sajnos nincs információnk arról, hogy a sötét oldalon párhuzamosan egyáltalán jelentkeztek-e, s ha igen, milyen fényjelenségek. A mostani felvételek akkor készültek, amikor a bolygó a napéjegyenlőség közelében járt, és forgástengelyének egyik fele sem nézett a Nap felé, a tengely majdnem merőlegesen állt a napszél irányára. A mágneses és a forgástengely által bezárt nagy szög azt okozza, hogy a napéjegyenlőség körüli periódusokban mindkét mágneses pólus (uránusz)naponta egyszer a Nap felé néz, ami Lamy szerint teljesen más típusú aurórát eredményez, mint a napforduló körüli időszakban.

A sarki fények lefényképezése a szerencsén kívül a gondos tervezésnek is köszönhető. 2011 novemberében a Nap, a Föld, a Jupiter és az Uránusz közel egy vonalban álltak, így a Napból kiáramló részecskefelhők a Föld mellett elhaladva a Jupiter, majd az Uránusz felé folytatták útjukat. Amikor 2011 szeptemberében a Nap több nagy részecskekitörést produkált, a kutatók a bolygónk körül keringő műholdak mérései alapján határozták meg, hogy a kidobódott anyag 2-3 nap múlva pontosan mikor érte el a Föld környezetét. Két héttel ezután a napszél 500 km/s-os sebességgel elhagyta a Jupitert is, és a számítások szerint a töltött részecskék árama 2011 november közepére kellett, hogy elérje az Uránuszt, így akkorra időzítették a Hubble megfigyeléseit is.

Az eredményeket részletező szakcikk a Geophysical Research Letters c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2012.04.13.