Астрономы зафиксировали неожиданные изменения температуры Нептуна
Международная группа астрономов использовала наземные телескопы, в том числе Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO VLT), для отслеживания температуры атмосферы Нептуна в течение 17-летнего периода. Они обнаружили неожиданное падение глобальной температуры Нептуна, за которым последовало резкое потепление на его южном полюсе.
«Это изменение было неожиданным», — говорит Майкл Роман, научный сотрудник Университета Лестера и ведущий автор исследования. «Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале лета в южном полушарии, мы ожидали, что температура будет медленно повышаться, а не понижаться».
Как и Земля, Нептун испытывает смену времен года, когда вращается вокруг Солнца. Однако летний сезон на Нептуне длится около 40 лет, а один год Нептуна длится 165 земных лет. С 2005 года в южном полушарии Нептуна наступило лето, и астрономы стремились увидеть, как меняется температура после южного летнего солнцестояния.
Астрономы изучили почти 100 тепловых инфракрасных изображений Нептуна, сделанных за 17-летний период, чтобы собрать воедино общие тенденции изменения температуры планеты более подробно, чем когда-либо прежде.
Эти данные показали, что, несмотря на наступление лета, большая часть планеты за последние два десятилетия постепенно остыла. Средняя глобальная температура Нептуна упала на 8 ° C в период с 2003 по 2018 год.
Затем астрономы были удивлены, обнаружив резкое потепление южного полюса Нептуна в течение последних двух лет их наблюдений, когда в период с 2018 по 2020 год температура быстро выросла на 11 °C. Хотя теплый полярный вихрь Нептуна известен уже много лет, такой быстрое потепление никогда ранее не наблюдалось на планете.
Астрономы измеряли температуру Нептуна с помощью тепловизионных камер, которые фиксируют инфракрасный свет, излучаемый астрономическими объектами. Для своего анализа команда объединила все существующие изображения Нептуна, собранные за последние два десятилетия с помощью наземных телескопов.
Они исследовали инфракрасный свет, излучаемый слоем атмосферы Нептуна, называемым стратосферой. Это позволило ученым составить картину температуры Нептуна и ее изменений в течение части его лета.
Поскольку Нептун находится примерно в 4,5 миллиардах километров от Солнца и он очень холодный, а средняя температура планеты достигает около -220°C, измерение ее температуры с Земли — непростая задача.
«Этот тип исследования возможен только с чувствительными инфракрасными изображениями с больших телескопов, таких как VLT, которые могут четко наблюдать за Нептуном, а они были доступны только в течение последних 20 лет или около того», — говорят ученые.
Около одной трети всех изображений были сделаны прибором VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) на VLT ESO в пустыне Атакама в Чили. Из-за размера и высоты зеркала телескопа он имеет очень высокое разрешение и качество данных, предлагая самые четкие изображения Нептуна.
Астрономы также использовали данные космического телескопа НАСА «Спитцер» и изображения, сделанные телескопом «Джемини Юг» в Чили, а также телескопом «Субару», телескопом Кека и телескопом «Джемини Север» на Гавайях.
Поскольку колебания температуры Нептуна были такими неожиданными, астрономы пока не знают, что могло их вызвать. Они могут быть связаны с изменениями в стратосферной химии Нептуна, случайными погодными условиями или даже солнечным циклом.
В ближайшие годы потребуются дополнительные наблюдения, чтобы изучить причины этих колебаний. Будущие наземные телескопы, такие как Чрезвычайно большой телескоп ESO (ELT), смогут более подробно наблюдать подобные температурные изменения, а космический телескоп Джеймс Уэбб предоставит новые беспрецедентные карты химического состава и температуры в атмосфере Нептуна.
Исследование опубликовано в The Planetary Science Journal.