Uranas – viena mažiausiai ištirtų Saulės sistemos planetų, iš arti apžiūrėta tik kartą, kai 1986 metais pro ją praskriejo „Voyager 2“. Ypač mažai žinome apie jos viršutinę atmosferos dalį, arba jonosferą, kurioje atmosferos dalelės jonizuojamos ir stipriai sąveikauja su planetos magnetiniu lauku. Ten susidaro ir pašvaistė, tačiau priešingai nei kitose planetose, ji nėra ašigalinė. Urano magnetinis laukas pasviręs dideliu kampu į sukimosi plokštumą, be to, magnetinė ašis eina ne per planetos centrą, taigi magnetosferos ir kitų planetos dalių sąveika labai sudėtinga.
Dabar tarptautinė astronomų komanda, naudodama „James Webb“ teleskopo „NIRSpec“ spektrografą, pirmą kartą ištyrė Urano jonosferos vertikalią struktūrą. Teleskopas stebėjo planetą 15 valandų be perstojo; tai beveik prilygsta jos apsisukimo aplink ašį periodui, kuris siekia 17 valandų.
Pagrindinį dėmesį tyrėjai skyrė silpnam trivandenilio jonų (H₃⁺) švytėjimui, kuris leidžia nustatyti temperatūrą ir jonų koncentraciją įvairiame aukštyje virš debesų viršūnių. Paaiškėjo, kad dujos karščiausios 3 000–4 000 kilometrų aukštyje, o jonų koncentracija aukščiausia ties maždaug 1 000 kilometrų. Tiek aukščiai, tiek didžiausia koncentracija yra mažesni, nei prognozavo ankstesni teoriniai modeliai. Tyrėjai aptiko dvi ryškias pašvaisčių spinduliuotės juostas netoli Urano magnetinių polių, o tarp jų – netikėtą zoną, kurioje spinduliuotės ryškumas ir jonų tankis smarkiai sumažėja. Panašios tamsios sritys stebimos Jupiterio jonosferoje ir greičiausiai susijusios su magnetinio lauko geometrija. Taigi tokie stebėjimai padės geriau suprasti ir magnetinio lauko konfigūraciją ties Urano paviršiumi ir šiek tiek virš jo.
Stebėjimai taip pat patvirtino, kad Urano viršutinė atmosfera po truputį vėsta. Ši tendencija stebima nuo dešimtojo dešimtmečio pradžios; dabartinė vidutinė temperatūra siekia apie 426 kelvinus (maždaug 153 Celsijaus laipsnius), o prieš tris dešimtmečius siekė net apie 700. Šie duomenys bus itin svarbūs planuojant būsimas misijas ledo milžinių link ir modeliuojant milžiniškų planetų – tiek Saulės sistemoje, tiek kitose – atmosferų energetinę pusiausvyrą.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Geophysical Research Letters“.
