Далекие Уран и Нептун — ледяные гиганты нашей Солнечной системы — столь же таинственны, сколь и далеки от нас. Вскоре после своего запуска в 2021 году космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба изменит это, открыв тайны атмосфер обеих планет.

Холодные и отдаленные планеты-гиганты Уран и Нептун прозваны «ледяными гигантами», потому что их внутренности композиционно отличаются от Юпитера и Сатурна, которые богаче водородом и гелием и известны как «газовые гиганты». Ледяные гиганты также намного меньше своих газовых собратьев, занимая промежуточное положение между планетами земной группы и газовыми гигантами. Они представляют собой наименее изученную категорию планет в нашей Солнечной системе. Ученые, использующие Уэбб, планируют изучить характер циркуляции, химию и погоду Урана и Нептуна так, как это может сделать только Уэбб.

«Главная вещь, которую Уэбб может сделать, это то что очень, очень трудно выполнить с любого другого объекта — это карта их атмосферной температуры и химической структуры», — объяснил руководитель исследований Ли Флетчер, профессор планетологии в Университете Лестера в Соединенном Королевстве. «Мы думаем, что погода и климат ледяных гигантов будут иметь принципиально иной характер по сравнению с газовыми гигантами. Отчасти это связано с тем, что они находятся так далеко от Солнца, они меньше по размеру и вращаются медленнее вокруг своих осей, но также и потому, что смесь газов и количество атмосферного смешения очень отличаются по сравнению с Юпитером и Сатурном.»

Все газы в верхних слоях атмосферы Урана и Нептуна имеют уникальные химические отпечатки, которые Уэбб сможет обнаружить. Очень важно, что Уэбб может отличить одно химическое вещество от другого. Если эти химические вещества образуются солнечным светом, взаимодействующим с атмосферой, или если они перераспределяются с места на место в результате крупномасштабной циркуляции, Уэбб сможет увидеть даже это.

Эти исследования будут проводиться в рамках программы гарантированных временных наблюдений (GTO) Солнечной системы под руководством Хайди Хаммел, планетолога и междисциплинарного ученого Уэбба. Она также является вице-президентом по науке в Ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии (AURA) в Вашингтоне, округ Колумбия. Программа Хаммел продемонстрирует возможности Уэбба для наблюдения объектов Солнечной системы и отработает некоторые из специальных методов Уэбба для объектов, которые являются яркими и/или движутся в небе.