Zorza polarna na Neptunie: przełomowe obserwacje dzięki teleskopowi Webba

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) po raz pierwszy uchwycił zorzę polarną na Neptunie, dostarczając bezpośrednich dowodów na istnienie tego zjawiska na najbardziej odległej planecie Układu Słonecznego. Obserwacje te, przeprowadzone w czerwcu 2023 roku za pomocą spektrografu w bliskiej podczerwieni (NIRSpec), ujawniły obecność trójatomowego kationu wodoru (H₃⁺), który jest wyraźnym wskaźnikiem aktywności zorzy. 

Zorze polarne powstają, gdy naładowane cząstki, często pochodzące ze Słońca, zostają uwięzione w polu magnetycznym planety i zderzają się z cząsteczkami w jej górnej atmosferze, emitując charakterystyczne światło. Na Ziemi zjawisko to obserwujemy głównie w regionach polarnych, gdzie linie pola magnetycznego kierują cząstki w stronę biegunów. Jednak w przypadku Neptuna sytuacja jest inna. Jego pole magnetyczne jest silnie nachylone względem osi obrotu planety, co sprawia, że zorze pojawiają się na średnich szerokościach geograficznych, a nie w okolicach biegunów.

Pierwsze sugestie dotyczące istnienia zorzy polarnej na Neptunie pojawiły się podczas przelotu sondy Voyager 2 w 1989 roku. Jednak dopiero teraz, dzięki zaawansowanym możliwościom obserwacyjnym JWST, udało się jednoznacznie potwierdzić ich obecność. Zdjęcia uzyskane przez teleskop Webba ukazują zorzę jako jasne, cyjanowe plamy na powierzchni planety.

Co więcej, obserwacje JWST pozwoliły na zmierzenie temperatury w górnych warstwach atmosfery Neptuna. Okazało się, że od czasów misji Voyagera 2 temperatura ta spadła o kilkaset stopni, co może tłumaczyć, dlaczego wcześniejsze próby wykrycia zorzy były nieskuteczne. Niższa temperatura prowadzi do słabszej emisji światła, czyniąc zorzę trudniejszą do zaobserwowania.

Odkrycie to ma istotne znaczenie dla naukowców badających dynamikę atmosferyczną planet. Pozwala lepiej zrozumieć, jak pole magnetyczne Neptuna oddziałuje z wiatrem słonecznym i jakie procesy zachodzą w jego atmosferze. Planowane są dalsze obserwacje, które mają na celu monitorowanie zmian w aktywności zorzy na Neptunie w trakcie pełnego 11-letniego cyklu słonecznego. 

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba po raz kolejny udowadnia swoją wartość jako narzędzie do eksploracji kosmosu. Jego zdolność do obserwacji w podczerwieni pozwala na odkrywanie zjawisk niewidocznych w świetle widzialnym, co poszerza naszą wiedzę o Wszechświecie. Obserwacja zorzy polarnej na Neptunie to kolejny krok w kierunku zrozumienia tajemnic odległych planet i procesów zachodzących w ich atmosferach.