天文学者たちはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、天王星の上層大気の初の3次元マップを作成し、その温度、荷電粒子、オーロラに関する詳細を明らかにした。この観測は惑星の傾いた磁場による影響を強調し、イオン層での継続的な冷却を確認した。このデータは氷の巨星がエネルギーをどのように管理するかを新たな視点から提供する。
国際研究チームのリーダーであるイギリスのノーサンブリア大学のPaola Tiranti氏が率いるチームは、2025年1月19日にジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のNIRSpec機器を使用して天王星を観測した。15時間以上にわたり、惑星のほぼ1回転をカバーし、雲頂から最大5,000キロメートル上空の微弱な分子放射を捉えた。これにより、大気が電離され磁力に影響を受けるイオン層のマッピングが可能となった。 データは雲上3,000〜4,000キロメートルで温度がピークを迎え、約1,000キロメートル付近でイオン密度が最も高いことを示している。平均温度426ケルビン（約150℃）が記録され、地上観測所や過去のミッションの測定値より低く、天王星の上層大気が過去30年間冷却を続けていることを確認した。 ウェッブの観測は磁気極近くに2つの明るいオーロラ帯とその間の暗い領域を明らかにし、惑星の異常な傾きとオフセットされた磁気圏に関連している。「天王星の上層大気を3次元で観測できたのは初めてです」とTiranti氏は述べた。「ウェッブの感度により、惑星大気を通って上向きに移動するエネルギーの追跡が可能で、不均衡な磁場による影響さえ見ることができます。」 磁気圏の奇妙な構成により、オーロラは複雑なパターンで表面を横切り、大気深部まで影響を及ぼす。「天王星の磁気圏は太陽系で最も奇妙なもののひとつです」とTiranti氏は付け加えた。「回転軸から傾きオフセットされており、オーロラが複雑な方法で表面を横切るのです。ウェッブはこれらの効果が大気にどれほど深く及ぶかを示してくれました。」 これらの発見は、主任調査者H. Melin氏が率いるJWST一般観測者プログラム5073によるもので、2026年にGeophysical Research Lettersに掲載された。NASA、欧州宇宙機関、カナダ宇宙庁の共同プロジェクトであるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、氷の巨星や系外惑星の理解を進め続けている。