Teleskop Webba rysuje trójwymiarową mapę atmosfery Urana
Międzynarodowy zespół astronomów po raz pierwszy zobrazował górne warstwy atmosfery Urana w trzech wymiarach, korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Obserwacje pokazały, jak temperatura i liczba naładowanych cząstek zmieniają się nawet do 5 tysięcy kilometrów nad chmurami tej lodowej planety, oraz ujawniły niezwykłe zorze polarne związane z rozchwianym polem magnetycznym Urana.
Najbardziej przechylona planeta
Uran to lodowy olbrzym, większy od Ziemi, ale mniejszy od Jowisza, z atmosferą bogatą w wodór, hel i metan. Jego oś obrotu jest przechylona o ok. 98 stopni, więc planeta dosłownie toczy się po orbicie. Dodatkowo pole magnetyczne jest nachylone o blisko 60 stopni i przesunięte względem środka planety, co nadaje magnetosferze bardzo nietypowy kształt.
Tak osobliwa geometria sprawia, że zorze Urana nie przypominają tych ziemskich – zamiast spokojnych owalnych pierścieni, mamy dynamiczne pasma światła wędrujące po niebie planety. Do tej pory znaliśmy je głównie z krótkiego przelotu Voyagera 2 i kilku trudnych obserwacji naziemnych.
Jak Webb zrobił mapę w 3D
Aby przyjrzeć się górnym warstwom atmosfery, zespół wykorzystał instrument NIRSpec na pokładzie Webba, działający w bliskiej podczerwieni. Przez prawie pełen obrót planety teleskop obserwował bardzo słabe świecenie wysoko nad chmurami, m.in. charakterystyczne linie jonu H₃⁺, który świetnie nadaje się do badania temperatury i gęstości plazmy w jonosferach planet olbrzymów.
Dzięki tzw. jednostce IFU naukowcy otrzymali kostkę danych: dla każdego punktu na tarczy planety dostępne jest widmo, z którego można wyliczyć, jak zmienia się temperatura i gęstość naładowanych cząstek z wysokością. Na tej podstawie powstała pierwsza trójwymiarowa mapa jonosfery Urana, sięgająca kilku tysięcy kilometrów ponad widoczne chmury.
Chłodniejąca atmosfera i pasma zorzy
Obserwacje Webba potwierdziły, że górna atmosfera Urana wciąż się ochładza – trend ten śledzono już od lat 90. XX wieku. Średnia temperatura wynosi około 426 kelwinów, czyli mniej więcej 150 stopni Celsjusza powyżej zera, co jest niższą wartością niż wcześniejsze pomiary naziemne i dane z czasów Voyagera 2.
Mapa pokazuje, że maksimum gęstości jonów pojawia się na wysokości ok. 1000 km, natomiast najwyższe temperatury występują znacznie wyżej, w warstwie 3000–4000 km ponad chmurami. To oznacza, że energia jest dostarczana i rozprowadzana w atmosferze w bardzo złożony sposób, zależny od pola magnetycznego.
Webb zarejestrował także dwie jasne obręcze zorzy w pobliżu biegunów magnetycznych oraz wyraźnie ciemniejszy obszar pomiędzy nimi, gdzie emisja i gęstość jonów spadają. Ten pusty pas wiąże się z przejściem między różnymi rodzinami linii pola magnetycznego – częściowo zamkniętymi, częściowo otwartymi w przestrzeń międzyplanetarną. To jedna z najdokładniejszych wskazówek, jak nietypowe pole magnetyczne kształtuje zorzę i pogodę kosmiczną na lodowym olbrzymie.
Co nam to mówi o egzoplanetach
Lodowe olbrzymy podobne do Urana wydają się jedną z najczęstszych klas planet w Galaktyce. Zrozumienie ich atmosfer i magnetosfer jest kluczowe, jeśli chcemy poprawnie interpretować obserwacje egzoplanet – w tym tych, które mogą mieć własne księżyce z ciekawymi warunkami na powierzchni.
Nowe wyniki z Webba dostarczają wzorcowego przypadku: planety z silnie nachyloną osią, przesuniętym polem magnetycznym i aktywną jonosferą. Modele, które sprawdzą się na Uranie, będzie można zastosować do odległych światów obserwowanych tylko jako pojedyncze piksele w teleskopach przyszłej generacji.
Główne źródła naukowe
- Główne źródło:
- ESA, „Webb maps Uranus’s mysterious upper atmosphere”, 31.01.2026.
- Kontekst:
- ESA/Webb release (wersja popularnonaukowa), „Webb maps the mysterious upper atmosphere of Uranus”, 18.02.2026.,
- ScienceDaily, „James Webb Space Telescope captures strange magnetic forces warping Uranus”, 21.02.2026,
- Interesting Engineering, „Scientists create first-ever 3D map of Uranus’ upper atmosphere”, 21.02.2026,
- The Brighter Side News, „PHD student built the first-ever 3D map of Uranus’s upper atmosphere”, 21.02.2026.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
