برای اولین بار، تلسکوپ فضایی جیمز وب توانست جو بالایی سیاره اورانوس را تصویربرداری کند. وب این سیاره را به مدت یک روز کامل رصد کرد و دما و تراکم یونها را در ارتفاعات مختلف اندازهگیری نمود و همچنین شفقهای قطبی درخشان تحت تأثیر میدان مغناطیسی بهشدت مایل اورانوس را شناسایی کرد. نتایج بهدستآمده تأیید میکند که جو اورانوس همچنان در حال خنک شدن است و این نشان میدهد که این سیاره در مقیاس زمانی طولانی در حال تغییر است.
تلسکوپ جیمز وب با استفاده از طیفسنج فروسرخ خود، اورانوس را به مدت ۱۵ ساعت مشاهده کرد و امکان ردیابی لایههای مختلف جو سیاره در قالب یک نقشه سهبعدی را فراهم آورد. در این نقشه، دما و چگالی ذرات باردار (یونها) تا ارتفاع پنج هزار کیلومتر بالای ابرها ثبت شد. بر اساس مشاهدات، دمای جو در ارتفاع سه هزار تا چهار هزار کیلومتر به اوج میرسد و بیشترین تراکم یونها نزدیک به یک هزار کیلومتر بالای ابرها مشاهده شد. این پروفیل عمودی به دانشمندان امکان میدهد که دقیقاً محل روشن شدن شفقهای قطبی اورانوس در یونسپهر آن را شناسایی کنند. دو نوار شفق قطبی درخشان نزدیک به قطبهای مغناطیسی دیده شد که بین آنها یک فاصله تاریک وجود داشت؛ این الگو مشابه چیزی است که در سیاره مشتری مشاهده میشود.
اورانوس دارای میدان مغناطیسی است که حدود شصت درجه نسبت به محور چرخشی آن مایل است و مرکز آن نیز خارج از نقطه مرکزی سیاره قرار دارد. این سیاره با قطبهای خود که به سمت زمین قرار دارند میچرخد و شفقهای قطبی آن از نواحی میانی عبور میکنند، چیزی که با نحوه نمایش شفقهای قطبی زمین متفاوت است. در نتیجه، شکل میدان مغناطیسی اورانوس و مکان شفقهای آن الگوی منحصربهفردی در میان سیارات منظومه شمسی ایجاد میکند.
نقشه سهبعدی بهدستآمده از تلسکوپ جیمز وب نشان میدهد که اورانوس دارای یک مگنتوسفر است که یکی از غیرمعمولترین مگنتوسفرها در منظومه شمسی به شمار میرود. این نقشه گستردگی میدان مغناطیسی مایل اورانوس و تأثیر آن بر جو سیاره را بهخوبی نشان میدهد. دانشمندان معتقدند که نحوه قرارگیری و زاویه مایل این میدان مغناطیسی باعث ایجاد الگوهای خاصی در شفقهای قطبی و نحوه تعامل ذرات باردار با جو سیاره میشود.
از طریق این نقشه سهبعدی، دانشمندان قادر خواهند بود تا رفتارهای پیچیده و ساختار لایههای جو اورانوس را بهتر درک کنند. اطلاعات بهدستآمده شامل میزان دما و تراکم یونها در ارتفاعات مختلف میتواند در تحلیل شرایط آبوهوایی این سیاره و روند تغییرات طولانیمدت آن مورد استفاده قرار گیرد. این دادهها به دانشمندان کمک میکند تا فرآیندهای سرمایش و گرمایش جو و نحوه تأثیر میدان مغناطیسی بر توزیع انرژی و ذرات باردار را بهتر بررسی کنند.
همچنین، نقشه سهبعدی اورانوس میتواند به مطالعه سیارات یخزده دوردست که خارج از منظومه شمسی قرار دارند کمک کند. دانشمندان با استفاده از دادههای بهدستآمده از اورانوس میتوانند مدلهای دقیقتری از جو و میدان مغناطیسی سیارات مشابه ایجاد کنند و درک بهتری از سیستمهای آبوهوایی و دینامیک سیارات یخزده در فواصل بسیار دور پیدا کنند. این اطلاعات میتواند در تحلیل شرایط محیطی و شیمیایی سیارات فراخورشیدی نقش مهمی ایفا کند و باعث شود دانشمندان در پیشبینی رفتار این سیارات موفقتر عمل کنند.
رصدهای انجامشده توسط تلسکوپ جیمز وب نشان میدهد که شفقهای قطبی اورانوس، برخلاف شفقهای زمین، در نواحی میانی سیاره حرکت میکنند و این موضوع ناشی از زاویه مایل و مکان غیرمرکزی میدان مغناطیسی اورانوس است. همچنین مشاهده شد که دو نوار شفقی روشن در اطراف قطبهای مغناطیسی وجود دارد و بین آنها یک فاصله تاریک دیده میشود که این الگو مشابه الگوهای شفقی در سیاره مشتری است. این ویژگیها اطلاعات ارزشمندی درباره تعامل میدان مغناطیسی با جو و نحوه انتقال ذرات باردار به دانشمندان ارائه میدهد.
با تحلیل دادههای ثبتشده از طریق طیفسنج فروسرخ وب، دانشمندان موفق شدند دما و تراکم یونها را در ارتفاعات مختلف جو اورانوس رصد کنند. دما در ارتفاع سه هزار تا چهار هزار کیلومتر به بیشترین مقدار خود میرسد و تراکم یونها در ارتفاع حدود یک هزار کیلومتر بیشینه میشود. این اطلاعات میتواند در شبیهسازی دقیقتر شرایط جو و تحلیل چگونگی تعامل انرژی و ذرات باردار با لایههای مختلف جو مؤثر باشد.
در نهایت، استفاده از نقشه سهبعدی اورانوس توسط دانشمندان نه تنها به درک بهتر جو و میدان مغناطیسی این سیاره کمک میکند، بلکه میتواند الگویی برای مطالعه دیگر سیارات یخزده خارج از منظومه شمسی باشد. دادههای بهدستآمده، پایهای برای پیشبینی شرایط آبوهوایی، تحلیل میدان مغناطیسی و بررسی شفقهای قطبی در سیارات فراخورشیدی فراهم میآورد و مسیر تحقیقات آینده در زمینه سیارات یخزده و شرایط محیطی آنها را هموار میکند.
این رصدها نشان میدهد که با استفاده از تلسکوپ جیمز وب میتوان نه تنها ویژگیهای منحصر به فرد سیارات داخلی منظومه شمسی را شناسایی کرد، بلکه ابزار قدرتمندی برای مطالعه و مقایسه سیارات مشابه در فواصل بسیار دور ایجاد نمود، امری که به توسعه دانش ما درباره سیارات یخزده و رفتارهای محیطی آنها کمک شایانی خواهد کرد.
