Astronomowie precyzyjnie zmierzyli czas obrotu Urana dzięki zorzom polarnym

Międzynarodowy zespół astronomów dokonał przełomowego odkrycia dotyczącego jednej z najbardziej tajemniczych planet naszego Układu Słonecznego. Wykorzystując potężne możliwości Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, naukowcy przeprowadzili najdokładniejsze jak dotąd pomiary tempa obrotu Urana, osiągając precyzję tysiąckrotnie większą od poprzednich metod. Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Nature Astronomy.

Określenie dokładnej prędkości obrotowej odległych planet, szczególnie gazowych olbrzymów takich jak Uran, od dawna stanowiło wyzwanie dla astronomów. Jednak zespół pod kierownictwem Laurenta Lamy'ego z Obserwatorium Paryskiego opracował innowacyjne podejście do rozwiązania tego problemu. Zamiast tradycyjnych metod, naukowcy skupili się na śledzeniu ruchu zórz polarnych widocznych w atmosferze planety.

Zorze polarne powstają w wyniku oddziaływania naładowanych cząstek z polem magnetycznym planety. Na Uranie zjawisko to ma szczególny charakter ze względu na niezwykłe właściwości jego pola magnetycznego, które jest znacznie bardziej nachylone i przesunięte w porównaniu z ziemskim odpowiednikiem. Ta unikalna cecha, choć komplikuje badania, posłużyła naukowcom jako swoisty "zegar" planetarny.

Analizując ponad dziesięć lat obserwacji ultrafioletowych wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a, zespół badawczy ustalił, że Uran potrzebuje dokładnie 17 godzin, 14 minut i 52 sekund na wykonanie pełnego obrotu wokół własnej osi. Co ciekawe, jest to o 28 sekund dłużej niż wykazały pomiary wykonane przez sondę Voyager 2, która przeleciała w pobliżu planety w 1986 roku.

Laurent Lamy podkreśla, że kluczem do osiągnięcia tak wysokiej precyzji były właśnie długoterminowe obserwacje prowadzone przez teleskop Hubble'a. Dzięki nim naukowcy byli w stanie wykryć periodyczny sygnał i dokonać niezwykle dokładnych pomiarów. "Ten wynik jest przełomowy dla naszego zrozumienia Urana" – podkreśla badacz.

Nowe ustalenia mają ogromne znaczenie dla dalszych badań lodowego olbrzyma. Pozwoliły na utworzenie nowego układu współrzędnych planety i rozwiązanie problemu przemieszczenia biegunów magnetycznych, który dotychczas uniemożliwiał prowadzenie precyzyjnych obserwacji. Naukowcy mogą teraz skutecznie porównywać dane dotyczące zórz polarnych zebrane w ciągu ostatnich czterech dekad.

Odkrycie ma również istotne znaczenie dla przyszłych misji kosmicznych. American Planetary Science Decadal Survey, wpływowy raport określający priorytety badań planetarnych, rekomendował misję orbitera do badania Urana jako jeden z najważniejszych projektów na najbliższe lata. Dzięki nowym, precyzyjnym danym dotyczącym rotacji planety, projektowanie i planowanie takiej misji stanie się znacznie łatwiejsze i efektywniejsze.

Zorze polarne na Uranie fascynują naukowców także ze względu na ich nieprzewidywalny charakter, wynikający z ekstremalne nachylonego i przesuniętego pola magnetycznego. W przeciwieństwie do regularnych wzorców obserwowanych na Ziemi czy Jowiszu, zjawiska auralne na Uranie wydają się podlegać bardziej złożonym mechanizmom. Nowe odkrycie otwiera drogę do lepszego zrozumienia tych procesów oraz struktury lodowych olbrzymów w ogólności.

Precyzyjne określenie czasu obrotu Urana jest kolejnym dowodem na to, jak zaawansowane technologie obserwacyjne, takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble'a, pozwalają nam zgłębiać tajemnice odległych światów naszego Układu Słonecznego, nawet bez bezpośrednich misji badawczych.