James Webb Space Telescope смотрит на Уран

В начале декабря группа ученых, работающая с космическим телескопом имени Джеймса Уэбба, навела инструмент на планету Уран. Полученные снимки практически мгновенно облетели весь мир и стали своего рода сенсацией. На них совершенно четко видны кольца Урана, практически невидимые с Земли.

Напомню, что система колец этого газового гиганта была обнаружена в 1977 году с борта летающей обсерватории NASA (Воздушная Обсерватория имени Дж. Койпера), базирующейся на модифицированном военном самолете "Lockheed C-141A Starlifter". Тогда, находясь в высоких слоях атмосферы (14 км) производились наблюдения покрытия Ураном слабой звезды — звезда несколько раз "подмигнула" перед покрытием, и когда уже показалась из-за Урана, "подмигнула" вновь — совершенно симметрично первой серии "подмигиваний". Проанализировав результаты наблюдений, ученые сделали вывод, что скорее всего имело место поглощение света звезды кольцами планеты, о которых тогда существовали лишь предположения (бездоказательно выдвинутые Уильямом Гершелем ещё в 1789 году). Подтвердил существование колец американский космический аппарат Вояджер-2 (1986 год). Но даже на его снимках кольца видны не слишком выразительно.

James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост

Кольца Урана, сфотографированные космическим аппаратом Вояджер 2

Прямое наблюдение колец Урана с поверхности Земли стало возможно в эпоху адаптивной оптики. В частности, в 2006-м году в Обсерватории Кека (Гавайский архипелаг, высота 4 тысячи метров над уровнем океана) были получены прямые изображения колец Урана — не сказать, что с поверхности Земли, но как минимум с тропосферных высот. И конечно, космический телескоп имени Эдвина Хаббла регулярно наблюдал Уран и его кольца. Размер главного зеркала Хаббла сейчас не считается очень большим — это довольно скромный инструмент. Но его уникальное достоинство в расположении на орбите — отсутствие атмосферных помех и поглощений долгие годы делало телескоп имени Хаббла самым зорким глазом Человечества. Но теперь есть еще более зоркий — космический телескоп имени Джеймса Уэбба. И он тоже взглянул на Уран.

Вообще говоря, телескоп Джеймса Уэбба наблюдал Уран и его кольца еще в феврале 2023 года — 10 месяцев назад. И снимки тогда тоже были опубликованы в СМИ. Почему-то бурной реакции они не вызвали. А декабрьские — да.

Я не поленился поискать и сравнить. Они вроде бы мало чем отличаются. Давайте сравним вместе.

Снимки Урана, сделанные в феврале 2023 года:

James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост
James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост

Снимки Урана, сделанные в декабре 2023 года:

James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост
James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост

Хотя, конечно, отличия есть. Иная цветовая гамма — в феврале были получены фактически монохромные снимки планеты (в NASA называют их двухцветными — действительно, цветовая палитра не слишком богатая), в этот раз использовались иные фильтры, и это позволило сымитировать более широкую гамму цветов. Но говорить о какой-то реалистичности цветопередачи бессмысленно — Джеймс Уэбб фотографирует по большей части невидимое глазом излучение от небесных светил, относящееся к инфракрасному диапазону — какие там цвета? — да никакие!

В первой попытке запечатлеть Уран накопление света продолжалось 12 минут. Это вообще-то много для столь яркой планеты (Уран виден глазом, теоретически). Зато этого уже оказалось достаточно для получения изображения колец. Но во втором случае NASA ничего не сообщает о продолжительности экспозиции, зато на снимке проработались даже крайне тусклые внешние кольца — Вояджер, например, их не увидел. Хаббл заметил на грани глюка. А Джеймс Уэбб показал во всей красе (как сейчас модно говорить).

На февральском снимке можно отыскать 6 (из 27 известных) спутников планеты. На декабрьском — 9. Хотя, дело может быть в более выгодном расположении спутников относительно планеты. Некоторые из них могут маскироваться в кольцах или сливаться со звездами фона, а может и скрываться за планетой. Да и вообще, в данном декабре условия наблюдения Урана существенно лучше. Может быть кто-то думает, что раз телескоп Джеймса Уэбба космический, то ему все равно, когда и какой объект изучать. Нет, это не так. В космических масштабах и Хаббл, и Уэбб находятся рядом с Землей. И условия наблюдения планет в принципе схожи с тем, что мы имеем на поверхности. И если планета прячется от земного наблюдателя за Солнцем, то она и от Джеймса Уэбба точно так же прячется, хоть и располагается этот телескоп в полутора миллионах километров от Земли в точке Лагранжа L2 — это в масштабах Солнечной системы несущественно.

Сами посудите, разница в расстоянии до Урана в феврале и декабре составила почти астрономическую единицу (150 млн.км). И полтора миллиона километров до точки Лагранжа это всего лишь 1% от того, насколько в этот раз Уран к нам ближе.

Но есть еще один интересный нюанс — это раскрытие колец.

Как известно, Уран, вращается вокруг оси будто "лёжа на боку", даже слегка перевалившись через бок. В Солнечной системе такая планета одна — в этом смысле, подобных Урану нет. Астрономы до сих пор не знают, что могло "опрокинуть" Уран. Это всё-таки планета-гигант, и трудно представить, какая титаническая сила должна была бы на него воздействовать для изменения ориентации оси вращения. Ведь оси всех остальных планет имеют наклоны к эклиптике в пределах 30 градусов. А тут вдруг 98!

Но как бы то ни было, а у такого свойства Урана есть следствие: четверть Уранианского года на одном его полушарии длится полярный день, на другом — полярная ночь. Потом на четверть года там наступает некоторое межсезонье, после которого полушария как-будто меняются местами, и там, где был полярный день, продолжительностью 21 год, воцаряется полярная ночь — столь же продолжительная. А полная продолжительность года на Уране составляет 84 земных года.

Сейчас на снимках Урана запечатлен именно полярный день в его северном полушарии — практически всё, что там освещено — это северное полушарие Урана, оно смотрит на Солнце, и греется потихонечку. А отвернутое от Солнца полушарие Урана — наоборот — сейчас охлаждается, и будет охлаждаться еще довольно долго. Там царят тьма и страшный холод. Особенность вращения Урана привела к тому, что Уран оказался самой холодной из больших планет Солнечной системы. Во время полярной ночи на отвернутом от Солнца полушарии планеты "мороз" достигает -224 градусов по шкале Цельсия. Даже на Плутоне в среднем чуть теплее.

Кольца Урана располагаются в плоскости планеты — обращаются под тем же углом к плоскости эклиптики. А это означает, что когда на нас смотрит один из полюсов Урана, мы видим кольца близко к тому, что называют "плашмя". Сейчас именно такой вид колец. И он становится все более раскрытым (всё плашмее и плашмее).

Не трудно заметить, что с февраля по декабрь 2023 года раскрытие колец увеличилось. И продолжает увеличиваться. Дело идет к тому, что в 2030 году мы увидим Уран с кольцами, словно это мишень.

James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост

Телескопу имени Хаббла в этом смысле повезло меньше — он начал изучать Уран в эпоху слабого раскрытия колец, и даже застал их исчезновение в 2007 году. Не знаю, доживет ли Хаббл до максимального раскрытия колец Урана через 7 лет, но Джеймс Уэбб дожить должен. А может быть к тому времени у астрономов появится еще более сильный Глаз-во-Вселенную, и мы увидим совершенно поразительный вид Урана и его колец в начале следующего десятилетия. А другого способа изучать эту планету у астрономов пока не предвидится. Проекты отправки к Урану очередного межпланетного зонда разрабатываются. Но пока их доведут до полётной кондиции, и пока зонд долетит, на Земле или в околоземном пространстве наверняка появятся новые зоркие передовые телескопы. И в изучении Урана будут сделаны новые открытия.

James Webb Space Telescope смотрит на Уран Космос, Астрономия, Уран, NASA, Esa, Телескоп Джеймс Уэбб, Планета, Солнечная система, Видео, YouTube, Длиннопост

Вид Урана с его кольцами в декабре 2030 года по прогнозам программы Stellarium. Программа традиционно изображает кольца Урана очень условным образом.

Исследователи космоса

16.4K постов46.8K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу :)