De internationale Webb-ruimtetelescoop heeft voor het eerst heldere poollichtactiviteit op Neptunus vastgelegd. Poollicht ontstaat wanneer energierijke deeltjes, vaak afkomstig van de zon, verstrikt raken in het magnetische veld van een planeet en uiteindelijk de bovenste laag van diens atmosfeer treffen. De energie die daarbij vrijkomt veroorzaakt een karakteristieke gloed (Nature Astronomy). In het verleden hebben astronomen al enkele aanwijzingen gevonden voor poollichtactiviteit op Neptunus, zoals tijdens de flyby van NASA-ruimtesonde Voyager 2 in 1989. Maar anders dan bij Jupiter, Saturnus en Uranus kon het poollicht op Neptunus tot nu toe niet met zekerheid worden vastgesteld. ‘Gebleken is dat het poollicht op Neptunus zich alleen laat vastleggen met de nabij-infraroodcamera van Webb’, aldus hoofdauteur Henrik Melin van Northumbria University (VK). De doorslaggevende gegevens zijn in juni 2023 verkregen. Ze omvatten onder meer een spectrum van de planeet, dat is gebruikt om de samenstelling en temperatuur van diens hoge atmosfeer – de zogeheten ionosfeer – te kunnen meten. Daarbij ontdekten de astronomen een opvallende emissielijn die aan poollicht kan worden toegeschreven. Op de Webb-beelden van Neptunus vertoont het poollicht zich als blauwgroene vlekjes. Het poollicht op Neptunus verschilt sterk van wat we hier op aarde, of zelfs op Jupiter of Saturnus, gewend zijn te zien. In plaats van zich te beperken tot de noord- en zuidpoolgebieden van de planeet, zijn de poollichten van Neptunus op lagere breedtegraden te vinden. Dat komt door de vreemde stand van het magnetische veld van Neptunus, dat 47 graden gekanteld is ten opzichte van de rotatie-as van de planeet. Omdat poollichtactiviteit ontstaat waar de magnetische velden samenkomen in de atmosfeer van de planeet, bevinden de poollichten van Neptunus zich ver van zijn ‘rotatiepolen’. Aan de hand van de Webb-waarnemingen heeft het team ook voor het eerst sinds de flyby van Voyager 2 de temperatuur van de top van de Neptunus-atmosfeer gemeten. De resultaten verklaren waarom het poollicht van Neptunus zo lang uit het zicht kon blijven. ‘Tot mijn grote verrassing is de hoge atmosfeer van Neptunus honderden graden afgekoeld,’ zegt Melin. ‘De temperatuur in 2023 was iets meer dan de helft van die in 1989.’ Door de jaren heen hebben astronomen de intensiteit van het poollicht van Neptunus voorspeld op basis van de temperatuur die door Voyager 2 was geregistreerd. En een aanzienlijk lagere temperatuur leidt tot veel zwakkere poollichten. Dat is waarschijnlijk de reden dat de poollichten van Neptunus zo lang onopgemerkt zijn gebleven. (EE)
(Image credit: (NASA, ESA, CSA, STScI, Heidi Hammel (AURA), Henrik Melin (Northumbria University), Leigh Fletcher (University of Leicester), Stefanie Milam (NASA-GSFC)
