Neptun: ciemna plama widziana przez teleskop

Astronomowie zauważyli dużą i tajemniczą ciemną plamę w atmosferze Neptuna, która ma nieoczekiwanie jasnego towarzysza.

Obserwacji dokonano za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile.

Obserwatoria kosmiczne, takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a, obserwowały już wcześniej burze podobne do wirów – które wyglądają jak ciemne plamy – wirujące w atmosferze błękitnej planety, ale po raz pierwszy teleskop naziemny zauważył je na Neptunie.

Według nowych badań te nowe obserwacje rzucają więcej światła na to zjawisko Opublikowano w czwartek w czasopiśmie Nature Astronomy.

„Od czasu pierwszego odkrycia ciemnej plamy zawsze zastanawiałem się, czym są te nieuchwytne, krótkotrwałe ciemne cechy” – powiedział w oświadczeniu główny autor badania Patrick Irwin, profesor fizyki planetarnej na Uniwersytecie Oksfordzkim.

To zdjęcie, wykonane przez instrument MUSE na Bardzo Dużym Teleskopie, pokazuje ciemną plamę w prawym górnym rogu atmosfery planety. (ESO/P. Irwin i in.)

Gazowe olbrzymy i ciemne plamy

Gazowe olbrzymy w naszym Układzie Słonecznym, w tym Neptun, znane są z ciemnych plam pojawiających się w ich atmosferach, takich jak Wielka Czerwona Plama na Jowiszu – wielowiekowa burza.

Neptun, lodowy olbrzym, doświadczył na przestrzeni lat wielu burz obserwowanych przez Hubble’a. Wydaje się, że wszystkie burze przychodzą i odchodzą w ciągu dwóch lat, co utrudnia ich badanie. Voyager 2, sonda NASA wystrzelona w latach 70. XX w., również dostrzegła dwie ciemne burze na Neptunie podczas przelotu obok Neptuna w 1989 r., ale zniknęły one, zanim Hubble zdążył je dostrzec podczas wykonywania zdjęć Neptuna w 1994 r. – tak przydomek nadano największej burzy widzianej przez Voyager 2 Był tak duży, że mógł pomieścić Ziemię.

Burze Neptuna zachowują się inaczej niż huragany na Ziemi. Ciemne plamy to układy wysokiego ciśnienia, które zaczynają się płasko i obracają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, podczas gdy cyklony na półkuli północnej Ziemi to układy niskiego ciśnienia, które obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Irwin i jego zespół postanowili dowiedzieć się przede wszystkim, w jaki sposób te masywne burze powstają na Neptunie.

Nowo odkryta cecha Neptuna

Neptun, niebieski ze względu na metan w swojej atmosferze, to lodowaty świat ze średnią temperaturą 392 stopni Fahrenheita (minus 235 stopni Celsjusza) i ryczącymi wiatrami, które wysyłają chmury marznącego metanu po całej planecie z prędkością 2200 mil na godzinę. (1931 kilometrów na godzinę). Jest to najdalsza planeta w naszym Układzie Słonecznym, gdyż znajduje się około 30 razy dalej od Ziemi, a odległość ta sprawia, że ​​południe na Neptunie przypomina zmierzch na Ziemi.

Kiedy Hubble odkrył nowe ciemne plamy na Neptunie w 2018 roku, zespół Irwina wykorzystał okazję do przeprowadzenia obserwacji Ziemi za pomocą instrumentu Very Large Telescope and Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). Według Europejskiego Obserwatorium Południowego instrument umożliwia astronomom obserwację całego obiektu astronomicznego jednocześnie w różnych długościach fal światła.

Atmosfera ziemska zwykle powoduje zniekształcenia w teleskopach naziemnych, ale MUSE wykorzystuje technikę zwaną optyką adaptacyjną do rejestrowania ostrych obrazów. Zwierciadła teleskopu, sterowane komputerowo, mogą dokonywać regulacji w czasie rzeczywistym, aby skorygować wszelkie zniekształcenia spowodowane przez atmosferę ziemską i zachować drobne szczegóły obiektów niebieskich.

Dane zebrane przez Bardzo Duży Teleskop pomogły astronomom ustalić, że ciemne plamy nie są spowodowane przerwami w chmurach. Zamiast tego obserwacje wskazują, że plamy pojawiają się, gdy cząsteczki ciemnego powietrza gromadzą się pod widoczną warstwą atmosfery Neptuna, gdzie mieszają się mgła i lód.

Instrument MUSE uchwycił trójwymiarowe widmo światła Neptuna i jego ciemnej plamy, umożliwiając astronomom szczegółowe zbadanie burzy, a nawet dokonanie zaskakującej obserwacji.

„W trakcie tego procesu odkryliśmy rzadki typ głębokiego, jasnego obłoku, którego nie udało się wcześniej zidentyfikować nawet z kosmosu” – powiedział w oświadczeniu współautor badania Michael Wong, planetolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Niezwykła chmura pojawiła się w obserwacjach jako mniejsza jasna plama obok większej ciemnej plamy, obie na tym samym poziomie atmosferycznym. Astronomowie stwierdzili, że są zaintrygowani nowo odkrytą cechą i mają nadzieję dowiedzieć się więcej dzięki przyszłym obserwacjom, które można przeprowadzić z Ziemi.

„To niesamowity wzrost zdolności ludzkości do obserwacji wszechświata” – powiedział Wong. „Początkowo mogliśmy wykryć te plamy jedynie wysyłając tam statek kosmiczny, taki jak Voyager. Następnie uzyskaliśmy możliwość wykrywania ich na odległość za pomocą Hubble’a. Wreszcie postęp technologiczny umożliwił to z Ziemi”.