На Нептуні помічені несподівані коливання температур

Нове дослідження показало, як температура в атмосфері Нептуна несподівано коливалася за останні два десятиліття.

Про це розповіли в Лестерському університеті.

Дослідження на днях було опубліковано в Planetary Science Journal. У роботі використовувалися спостереження в тепловому інфрачервоному діапазоні довжин хвиль (виходить за межі спектру видимого світла), що дозволило ефективно визначити тепло, які випромінюється з атмосфери планети.

Міжнародна група дослідників, у тому числі вчені з Лестера та Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA, об’єднала всі наявні теплові інфрачервоні зображення Нептуна, зібрані з кількох обсерваторій протягом майже двох десятиліть. До них належать Дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії та телескоп Джеміні-Південь в Чилі та телескопи Субару, Кека та Джеміні-Північ, які розташовані на Гаваях, також використовувалися спектри космічного телескопа Спітцера.

Аналізуючи дані, дослідники змогли розкрити більш повну картину тенденцій змін температури Нептуна, ніж будь-коли раніше.

Але, на подив дослідників, ці збірні набори даних показують зниження теплової яскравості Нептуна від моменту початку надійної теплової візуалізації у 2003 році, що вказує на те, що усереднені глобальні температури в стратосфері Нептуна – шарі атмосфери, розташованому трохи вище над його активним погодним шаром – знизилися на приблизно 8 градусів Цельсія між 2003 та 2018 роками.

Доктор Майкл Роман, науковий співробітник-постдокторант Лестерського університету та провідний автор статті, відмітив: «Ця зміна була неочікуваною. Оскільки ми спостерігали за Нептуном на початку південного літа, ми очікували, що температура буде повільно ставати теплішою, а не холоднішою».

Нептун має осьовий нахил, і тому він переживає схожі із Землею пори року. Однак, враховуючи велику відстань від Сонця, Нептуну потрібно понад 165 років, щоб зробити оберт навколо своєї зірки, і тому його сезони змінюються повільно — понад 40 земних років кожен.

Доктор Гленн Ортон, старший науковий співробітник JPL і співавтор дослідження, зазначив: «Наші дані охоплюють менше половини сезону Нептуна, тому ніхто не очікував великих і швидких змін».

Проте, на південному полюсі Нептуна дані показують іншу та напрочуд різку зміну. Комбінація спостережень з Джеміні-Північ у 2019 році та Субару у 2020 році показує, що полярна стратосфера Нептуна потепліла приблизно на 11˚C між 2018 та 2020 роками, пустивши у зворотному напрямку попередню усереднену глобальну тенденцію похолодання. Такого полярного потепління ніколи раніше на Нептуні не спостерігалося.

Причина цих несподіваних змін стратосферної температури наразі невідома, і результати ставлять під сумнів розуміння вченими атмосферної мінливості Нептуна.

Доктор Роман продовжує: «Температурні коливання можуть бути пов’язані із сезонними змінами у хімічному складі атмосфери Нептуна, які можуть змінювати ефективність охолодження атмосфери».

«Але випадкова мінливість погодних умов або навіть реакція на 11-річний цикл сонячної активності також можуть спричиняти вплив».

Раніше вважалося, що 11-річний сонячний цикл (відзначений періодичними змінами активності Сонця та сонячних плям) впливає на видиму яскравість Нептуна, і нове дослідження показує можливу, але попередню, кореляцію між сонячною активністю, стратосферними температурами та кількістю яскравих хмар, спостережуваних на Нептуні.

Для подальшої оцінки будь-якого можливого зв’язку необхідні подальші спостереження в наступні роки за температурою та моделями хмар.

Відповіді на ці та інші таємниці отримає космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), який пізніше цього року планує спостерігати за обома крижаними гігантами — Ураном і Нептуном.

Лі Флетчер, професор планетарних наук в Лестерському університеті, керуватиме такими спостереженнями з виділеним часом набору інструментів JWST. Професор Флетчер, також співавтор цього дослідження, сказав: «Вишукана чутливість інструменту MIRI, який працює у середньо-інфрачервоному діапазоні, на космічному телескопі надасть безпрецедентні нові карти хімічного складу та температур в атмосфері Нептуна, що допоможе краще визначити природу цих останніх змін».