NASAのWebbは、初めてNeptuneのオーロラを撮影します

長い間求められていたオーロラルグローは、ついにウェッブの強力な視線の下に現れます

初めて、NASAのJames Webb Space Telescopeは、Neptuneで明るいオーロラの活動を獲得しました。オーロラは、しばしば太陽に由来するエネルギー粒子が惑星の磁場に閉じ込められ、最終的に上部大気を打つときに発生します。これらの衝突中に放出されるエネルギーは、署名の輝きを作り出します。

過去には、天文学者は、たとえば、1989年のNASAのボイジャー2のフライバイで、ネプチューンでのオーロラの活動の食欲をそそるヒントを見てきました。しかし、ネプチューンのオーロラをイメージングして確認していることは、木星、土星、ウラヌスの検出に成功したにもかかわらず、長い間天文学者を回避しました。ネプチューンは、私たちの太陽系の巨大な惑星のオーロラを検出することになると、パズルの欠けた部分でした。

「結局のところ、ネプチューンでのオーロラの活動を実際にイメージングすることは、ウェッブの近赤外の感受性でのみ可能でした」と、レスター大学で研究を行ったノーサンブリア大学の主執筆者であるヘンリック・メリンは語った。 「オーロラを見るだけでなく、署名の詳細と明確さは本当に私に衝撃を与えました。」

データは、Webbの近赤外分光器を使用して2023年6月に取得されました。惑星のイメージに加えて、天文学者は組成を特徴付け、惑星の上部大気（電離層）の温度を測定するためのスペクトルを取得しました。初めて、彼らは三水素陽イオンの存在を示す非常に顕著な放射線を見つけました（H₃⁺）、オーロラで作成できます。海王星のウェッブの画像では、輝くオーロラはシアンに表される斑点として現れます。

「h₃⁺ オーロラの活動のすべてのガス大手（木星、土星、天王星）のすべてのガス大手の明確な記号を持っていたため、利用可能な最高の地上施設で長年にわたって地球を調査していたので、ネプチューンで同じことを見ることが期待されていました。 「Webbのようなマシンでのみ入手しました。

海王星で見られるオーロラの活動は、私たちがここで地球上で見ることに慣れているもの、あるいは木星や土星でさえも慣れているものとは著しく異なります。ネプチューンのオーロラは、惑星の北部と南の極に閉じ込められる代わりに、惑星の地理的な中緯度にあります。南アメリカが地球上の場所にあると考えてください。

これは、1989年にVoyager 2によってもともと発見されたNeptuneの磁場の奇妙な性質によるもので、惑星の回転軸から47度が傾いています。オーロラの活動は磁場が惑星の大気に収束する場所に基づいているため、ネプチューンのオーロラはその回転極からはほど遠いものです。

ネプチューンのオーロラの画期的な検出は、ネプチューンの磁場が太陽システムの遠い範囲に流れる粒子とどのように相互作用するかを理解するのに役立ちます。

Webbの観察から、チームはVoyager 2のFlyby以来初めてネプチューンの大気の上部の温度を測定しました。結果は、ネプチューンのオーロラが天文学者から長い間隠されたままであった理由を示唆しています。

「私は驚いた。ネプチューンの上位の大気は数百度涼しくなった」とメリンは言った。 「実際、2023年の気温は1989年の半分を半分以上でした。」

長年にわたり、天文学者は、Voyager 2によって記録された温度に基づいて、Neptuneのオーロラの強度を予測してきました。実質的に寒い温度は、オーロラをはるかに発生させます。この寒い温度は、海王星のオーロラが長い間検出されていないままである理由である可能性があります。劇的な冷却は、地球が地球と比較して太陽から30倍以上座っているにもかかわらず、大気のこの領域が大きく変化する可能性があることを示唆しています。
これらの新しい発見を備えた天文学者は、太陽の磁場によって駆動される11年間の活動である完全な太陽サイクルで、ウェッブとネプチューンを研究したいと考えています。結果は、ネプチューンの奇妙な磁場の起源に関する洞察を提供し、それがそんなに傾いている理由を説明することさえできます。

「私たちが先を見据えて、天王星と海王星への将来の任務を夢見ているとき、私たちは今、オーロラを研究し続けるために赤外線の波長に楽器を調整することがどれほど重要であるかを知っています」と、レスター大学のリー・フレッチャーは紙の共著者を追加しました。 「この展望台は、ついにこの最後の、以前に隠された巨大な惑星の電離圏に窓を開けました。」

フレッチャーが率いるこれらの観察結果は、ハンメルの保証された時間観察プログラム1249の一部として採用されました。チームの結果はで公開されています。 自然天文学。

James Webb Space Telescopeは、世界最高の宇宙科学展望台です。ウェッブは私たちの太陽系で謎を解き、他の星の周りの遠い世界を超えて目を向け、私たちの宇宙とその中の私たちの場所の神秘的な構造と起源を調査しています。 Webbは、NASAが率いる国際プログラムであり、パートナーであるESA（欧州宇宙機関）とCSA（Canadian Space Agency）です。

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研究結果を読んでください で公開 自然天文学。

ローラ・ベッツ [email protected]
NASAのGoddard Space Flight Center、Greenbelt、MD。

ハンナ・ブラウン – [email protected]
メリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所

クリスティンチキン [email protected]
メリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所。

ヘンリック・メリン（ノーサンブリア大学）

もっと見る： 海王星のウェッブ画像

時計：Neptuneの傾斜した磁気軸の視覚化

もっと詳しく知る ：ネプチューンについて

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