Astronomowie wykryli zaskakujący spadek globalnej temperatury Neptuna i następujące po nim dramatyczne ocieplenie na biegunie południowym. Badacze śledzili zmiany atmosferycznych temperatur Neptuna przez 17 lat – poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe.
Obserwuj INNPoland w Wiadomościach Google
– Taka zmiana była nieoczekiwana – przyznał Michael Roman, pracujący na University of Leicester (Wielka Brytania), pierwszy autor badań opublikowanych w poniedziałek w The Planetary Science Journal. – Ponieważ obserwowaliśmy Neptuna podczas jego wczesnego lata na półkuli południowej, spodziewaliśmy się, że temperatury będą powoli stawać się cieplejsze, a nie chłodniejsze – dodał.
Neptun, podobnie jak Ziemia, doświadcza pór roku, gdy porusza się po orbicie wokół Słońca. Jednak neptuniańska pory roku trwa około 40 lat, a jeden rok na tej planecie to 165 lat ziemskich. Od 2005 roku na południowej półkuli Neptuna panowało lato. Astronomowie chcieli zobaczyć jak zmieniają się temperatury po przesileniu letnim.
Astronomowie przeanalizowali prawie 100 obrazów Neptuna w podczerwieni termicznej, uzyskanych przez okres ponad 17 lat, aby bardziej szczegółowo niż do tej pory ustalić ogólne trendy w temperaturze planety.
Dane pokazały, że pomimo nadejścia lata na półkuli południowej, większa część planety odnotowała stopniowe ochłodzenie przez ponad dwie dekady. Uśredniona globalna temperatura Neptuna spadła o 8°C pomiędzy 2003, a 2018 rokiem.
Z tego powodu astronomowie byli zaskoczeni odkryciem dramatycznego ocieplenia na biegunie południowym Neptuna podczas ostatnich dwóch lat prowadzonych obserwacji, kiedy to temperatury gwałtownie wzrosły o 11°C pomiędzy 2018, a 2020 rokiem. Chociaż ciepły wir polarny Neptuna był znany od wielu lat, to tak gwałtowne polarne ocieplenie nie było nigdy wcześniej obserwowanej w przypadku tej planety.
– Nasze dane pokrywają mniej niż połowę pory roku na Neptunie, więc nikt nie spodziewał się zobaczyć dużych i szybkich zmian – wskazał współautor Glenn Orton, naukowiec z Jet Propulsion Laboratory (JPL) w Stanach Zjednoczonych.
Astronomowie zmierzyli temperaturę Neptuna przy pomocy kamer termicznych, które działają mierząc promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekty astronomiczne. W swojej analizie zespół naukowy połączył wszystkie istniejące zdjęcia Neptuna zgromadzone przez ponad dwie dekady przez teleskopy naziemne. Zbadano promieniowanie podczerwone emitowane przez warstwę atmosfery Neptuna zwaną stratosferą. To pozwoliło na utworzenie obrazu temperatury Neptuna i jej zmian podczas części lata panującego na półkuli południowej.
Ponieważ Neptun znajduje się w odległości prawie 4,5 miliarda kilometrów i jest bardzo zimny, ze średnią temperaturą osiągającą około –220°C, wyznaczanie jego temperatury z Ziemi nie jest łatwym zadaniem. – Ten rodzaj badań jest możliwy tylko przy pomocy czułych obrazów podczerwonych z wielkich teleskopów, takich jak VLT, które mogą wyraźnie obserwować Neptuna. Tego typu dane są dostępne dopiero od około ostatnich 20 lat – dodał współautor Leigh Fletcher, profesor na University of Leicester.
Około jedna trzecia wszystkich zdjęć została wykonana instrumentem VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) na należącym do ESO teleskopie VLT na chilijskiej pustyni Atakama. Dzięki rozmiarowi zwierciadła teleskopu i wysokości nad poziomem morza, daje on bardzo wysoką rozdzielczość i jakość danych, oferując najostrzejsze zdjęcia Neptuna. Zespół badawczy wykorzystał także dane z Kosmicznego Teleskopu Spitzera (należącego do NASA), zdjęcia z teleskopu Gemini South w Chile, a także z Teleskopu Subaru, Teleskopu Kecka i teleskopu Gemini North (wszystkie trzy na Hawajach).
Zmiany temperatury Neptuna były tak nieoczekiwane, że astronomowie nie wiedzą co mogło je spowodować. Przyczyną mogą być zmiany w stratosferycznej chemii Neptuna albo losowe zjawiska pogodowe, a nawet cykl słoneczny. Potrzebne jest więcej obserwacji w kolejnych latach, aby ustalić przyczyny tych fluktuacji. Przyszłe teleskopy naziemne, takie jak Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), który jest budowany przez ESO, będą mogły bardziej szczegółowo obserwować zmiany temperatury, takie jak opisywana. Z kolei Kosmiczny Teleskop James Webba, należący do NASA/ESA/CSA, dostarczy bezprecedensowych nowych map chemii i temperatury atmosfery Neptuna.
– Myślę, że Neptun sam w sobie jest bardzo intrygujący dla wielu z nas, ponieważ ciągle wiemy o nim tak niewiele – powiedział Roman. – Wszystko wskazuje na bardziej skomplikowany obraz atmosfery Neptuna i jej zmienności w czasie – dodał.