Neptün’ün Kutup Işıkları Gözlendi

James Webb Uzay Teleskobu Neptün’deki parlak kutup ışıklarını (aurora) görüntüledi. Kutup ışıkları, genellikle Güneş’ten ayrılan enerjik parçacıkların bir gezegenin manyetik alanına çarpıp kutuplardan içeri girmesi ve üst atmosferdeki moleküllerle etkileşmesiyle oluşur. Bu etkileşmeler sırasında açığa çıkan enerji, renkli parıltılar oluşturur.

Gökbilimciler geçmişte, örneğin 1989’da NASA’nın Voyager 2’si Neptün’ün yanından geçerken kutup ışıklarına dair ipuçları gördüler. Ancak, Jüpiter, Satürn ve Uranüs’te gözlenmesine rağmen Neptün’deki kutup ışıkları görüntülenemedi ve dolayısıyla da doğrulanamadı.

Northumbria Üniversitesi’nden başyazar Henrik Melin.”Neptün’deki kutup ışıklarını görüntülemek Webb’in yakın kırmızıöte duyarlılığıyla mümkün olabildi” dedi. “Sadece kutup ışıklarını görmek değil, ışıkların ayrıntısı ve netliği de beni şaşırttı.”

Veriler Haziran 2023’te Webb’in Yakın Kırmızıöte Tayfölçeri kullanılarak elde edildi. Gökbilimciler gezegenin görüntüsüne ek olarak, üst atmosferinin (iyonosfer) bileşimini anlamak ve sıcaklığını ölçmek için bir tayf elde ettiler. İlk kez, kutup ışıklarında oluşan trihidrojen katyonunun (H₃⁺ ) varlığını gösteren son derece belirgin bir emisyon çizgisi buldular. Neptün’ün Webb görüntülerinde, parlayan kutup ışığı, camgöbeği renginde gösterilen lekeler şeklinde görünüyor.

Astronomi Araştırmaları Üniversiteleri Birliğinden Heidi Hammel: “H₃⁺, Jüpiter, Satürn ve Uranüs gibi tüm gaz devlerinde kutup ışıklarının açık bir göstergesi olmuştur. Yıllar boyunca Neptün’ü en iyi yer merkezli tesislerle araştırırken de aynısını görmeyi bekliyorduk,” diye açıkladı. “Sonunda Webb yardımıyla bu onayı aldık.”

Neptün’de görülen kutup ışıkları, Dünya’da hatta Jüpiter veya Satürn’de gördüğümüzden belirgin şekilde farklıdır. Neptün’ün kutup ışıkları, gezegenin kuzey ve güney kutuplarıyla sınırlı olmak yerine, gezegenin coğrafi orta enlemlerinde yer alır.

Neptün’ün manyetik alanı ilk kez 1989’da Voyager 2 uydusu ile keşfedildi. Gezegenin manyetik alanı dönüş eksenine göre 47 derece açı yapmaktadır. Kutup ışıkları manyetik alanların gezegenin atmosferine doğru birleştiği yerde gerçekleştiğinden, Neptün’ün kutup ışıkları kutuplarından uzaktadır.

Neptün’ün kutup ışımalarının keşfi, manyetik alanının Güneş’ten güneş sisteminin uzak noktalarına doğru yayılan parçacıklarla nasıl etkileşime girdiğini anlamamıza yardımcı olacak ve buz devinin atmosferiyle ilgili yepyeni bir pencere açacak.

Ekip ayrıca Voyager 2’nin yakın geçişinden bu yana ilk kez Neptün’ün üst atmosferinin sıcaklığını ölçtü. Sonuçlar, Neptün’ün kutup ışıklarının neden bu kadar uzun süre gizli kaldığını da ortaya çıkardı.

“Neptün’ün üst atmosferinin birkaç yüz derece soğumuş olası beni şaşırttı,” dedi Melin. “Aslında, 2023’teki sıcaklık 1989’dakinin yarısından biraz fazlaydı.”

Yıllar boyunca gökbilimciler, Voyager 2 tarafından kaydedilen sıcaklığa dayanarak Neptün’ün kutup ışıklarının yoğunluğunu tahmin ettiler. Önemli ölçüde daha düşük sıcaklık çok daha sönük kutup ışıklarına neden olur. Bu düşük sıcaklık, Neptün’ün kutup ışıklarının bu kadar uzun süre tespit edilememiş olmasının nedeni olabilir. Zamanla gerçekleşen soğuma, gezegenin Güneş’ten Yer’e göre 30 kat daha uzakta olmasına rağmen atmosferin bu bölgesinin büyük ölçüde değişebileceğini de gösteriyor.

Bu yeni bulgularla donatılan gökbilimciler artık Neptün’ü Webb ile Güneş’in manyetik alanı tarafından yönlendirilen 11 yıllık bir çevrim dönemi olan tam bir güneş döngüsü boyunca incelemeyi umuyorlar. Sonuçlar Neptün’ün tuhaf manyetik alanının kökenine dair fikirler sağlayabilir ve hatta neden bu kadar eğik olduğunu açıklayabilir.

“Uranüs ve Neptün’e gelecekteki görevlerin hayalini kurarken, kutup ışıklarını incelemeye devam etmek için kırmızıöte ışığın dalga boylarına duyarlı aletlerle çalışmanın ne denli önemli olduğunu anlıyoruz” diye ekledi Leicester Üniversitesinden ve makalenin ortak yazarı olan Leigh Fletcher. “Bu gözlemevi sonunda dev gezegenlerin daha önce gizli kalmış iyonosferlerinin sır perdesini araladı.”