HST pozoruje polární záře velkých planet

Kompozitní snímek Uranu ze sondy Voyager 2 a Hubbleova dalekohledu, zobrazujícím polární záři (nasa.gov)

Hubbleův dalekohled již mnoho let pozoruje polární záře na velkých planetách Sluneční soustavy. V tomto článku se podíváme na dvě – Uran a Jupiter. Proč právě tyto dvě planety? Jupiter je znám pro mohutnost a energii svých polárních září a v případě Uranu je význačné, že právě v posledních dnech Hubbleův dalekohled na něm zaznamenal silné polární záře.

Polární záře jsou způsobeny interakcí proudů nabitých částic (částice alfa, elektrony, protony) s planetou. Ty mají původ v různých zdrojích, může jím být sluneční vítr, ionosféra planet či vulkanická aktivita některého z měsíců. Tyto částice jsou zachyceny magnetickým polem a nasměrovány do horních vrstev atmosféry na pólech, kde interakce s plyny tvořícími atmosféru vytváří podivuhodné světelné představení.

Polární záře na Uranu

Polární záře na Zemi, Jupiteru, Saturnu byly dobře studovány, ale řada tajemství ohledně polárních září na Uranu uniká odhalení. Mají stejný původ jako na Zemi, tedy ve slunečním větru. Od roku 2011 Hubbleův dalekohled snímkuje polární záře na Uranu. Pozorování pokračovala v letech 2012 a 2014 s využitím záznamů v ultrafialovém oboru prostřednictvím spektrografu STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph).

Na kompozitním obrázku nahoře je snímek ze sondy Voyager spolu se dvěma dalšími z Hubbleova dalekohledu, na nichž můžeme obdivovat vlastní planetu a její polární záři.

Dalekohled HST se zaměřil na pozorování vlivu dvou silných výtrysků slunečního větru na Uran a spatřil nejsilnější polární záři, jaká kdy byla na Uranu pozorována. Její sledování v průběhu času má význam pro určení přesné polohy magnetických pólů, jež byla krátce po průletu sondy Voyager 2 24. 1. 1986 ztracena. Příčinou byly nejistoty v měření a také „beztvarý“ povrch planety, bez jasných orientačních bodů.

Nejsilnější polární záře ve Sluneční soustavě – Jupiter

Složený snímek polární záře na Jupiteru, pořízený Hubbleovým dalekohledem (nasa.gov)

Astronomové využívají Hubbleův dalekohled ke studiu polárních září i na pólech Jupiteru. Tato pozorování doplňuje sonda JUNO, která se od července 2016 nachází na oběžné dráze Jupitera a ke studiu polárních září na Jupiteru přispěla už za svého letu k největší planetě Sluneční soustavy. Zatímco se Hubbleův dalekohled zaměřil na samotné projevy polárních září na Jupiteru, sonda JUNO měřila a zaznamenávala charakteristiky slunečního větru, které polární záře vytváří.

Hubbleův dalekohled pozoroval Jupiter téměř denně po dobu několika měsíců, aby se zdůraznily detaily v polárních zářích. Polární záře byly sledovány v blízkém ultrafialovém oboru spektrometrem STIS. Vzniklo tak působivé video, které zaznamenává vývoj polárních září.

Polární záře na Jupiteru jsou gigantickou obdobou pozemských jak co do velikosti (mají velikost větší, než je průměr celé Země), ale i do výkonu. Jupiterova extrémně silná magnetosféra zachytává enormní množství nabitých částic slunečního větru. Výsledkem jsou polární záře o výkonu stokrát větším než na Zemi. A dále, na rozdíl od Země jsou polární záře Jupiteru trvalým jevem. Polární záře na Zemi jsou totiž způsobeny slunečními bouřemi, jejichž výskyt je náhodný, na Jupiteru lze dohledat další zdroje. Týká se to především měsíce Io, který obíhá v oblasti velkého slapového působení Jupitera. Toto slapové tření vyvolává pnutí, zahřívání nitra měsíce Io a množství aktivních vulkánů, jež chrlí podél oběžné dráhy Io množství nabitých částic. Ty jsou zachyceny magnetickým polem Jupitera. Měsíc Io je tak spoluodpovědným za polární záře na Jupiteru.

Další výzkum Jupitera hlavně pomocí sondy JUNO by měl pomoci lépe porozumět interakci Jupitera se slunečním větrem.

Zdroj:
Hubble Spots Auroras on Uranus (nasa.gov)
Auroras on Uranus Dazzle in New Hubble Telescope Views (space.com)
Hubble Captures Vivid Auroras in Jupiter’s Atmosphere (nasa.gov)