Облака Нептуна странным образом почти исчезли
Что-то очень странное случилось с Нептуном. За последние несколько лет бледные полосы облаков, которые обычно украшают его голубую атмосферу, почти исчезли.
Более того, изображения, сделанные в 1994 году, когда космический телескоп Хаббл впервые начал наблюдать Нептун, показывают, что это происходит не в первый раз. Колебания также кажутся связанными с другим периодическим изменением — 11-летней активностью солнечного цикла.
Учитывая, что Нептун находится далеко от Солнца — около 4,5 миллиардов километров, или чуть более чем в 30 раз больше среднего расстояния между Землей и Солнцем и получает только 1/900 часть солнечного света, который доходит до Земли — это открытие одновременно удивило и заинтриговало астрономов.
И самая последняя трансформация была особенно драматичной. В 2019 году облака в средних широтах начали исчезать. К 2020 году планета выглядела более-менее безоблачной.
«Даже четыре года спустя изображения, которые мы сделали в июне прошлого года, показали, что облака не вернулись к своему прежнему уровню», — говорит астроном Эранди Чавес.
«Это чрезвычайно интересно и неожиданно, особенно с учетом того, что предыдущий период низкой активности облаков на Нептуне не был таким драматичным и продолжительным».
Нептун — самая удаленная из крупных планет Солнечной системы, и, как следствие, она не так хорошо изучена, как некоторые из ближайших соседей Земли. Но информация, которой располагают ученые, предполагает сложную и динамичную атмосферу, движимую процессами, которые еще не до конца понятны.
Хотя изучение Нептуна издалека относительно ограничено, оно позволяет идентифицировать долгосрочные атмосферные тренды. Астрономы сосредоточили свое исследование на данных, которые были собраны Хабблом с 1994 года, обсерваторией Кека с 2002 года и обсерваторией Лик в 2018 и 2019 годах.
Эти комбинированные наборы данных показали, что количество облачного покрова на Нептуне колеблется в течение примерно 11-летних циклов, которые, по-видимому, синхронизированы с солнечной активностью.
Примерно каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняет полярность, что отмечается пиком вспышек, выбросов корональной массы и солнечных пятен. Как только полюса меняются местами, Солнце на какое-то время становится тише, прежде чем снова усилиться до нового солнечного максимума.
Достигая своего максимума, Солнце излучает более интенсивный ультрафиолетовый свет, облучая Солнечную систему. 29-летний анализ показывает, что облака начинают появляться на Нептуне примерно через 2 года после начала мощного ультрафиолетового излучения. Также существует положительная корреляция между облачным покровом Нептуна и его альбедо — количеством солнечного света, которое он отражает.
«Наши результаты подтверждают теорию о том, что ультрафиолетовые лучи Солнца, когда они достаточно сильны, могут запускать фотохимическую реакцию, которая создает облака на Нептуне» — говорят ученые.
Анализ группы, охватывающий 2,5 солнечных цикла, показывает, что облачный покров и альбедо Нептуна достигли максимума в 2002 году, а затем упали до минимума в 2007 году. С этого момента облачность и альбедо снова поднялись до пика в 2015 году, прежде чем снова упасть. Два последних солнечных максимума произошли в 2001 и 2015 годах.
Однако, несмотря на то, что результаты предполагают какие-то фотохимические процессы, ученым потребуется обработать некоторые данные, чтобы выяснить, что это могут быть за процессы.
Например, одной из возможностей УФ-взаимодействия является затемнение, а не осветление облаков, что понизит альбедо, а не повысит его. И штормы из глубины Нептуна не будут связаны с фотохимически индуцированными облаками, что представляет собой осложнение.
Ведутся постоянные наблюдения; и теперь есть новые данные с космического телескопа Джеймс Уэбб. Оба согласуются с выводами команды, направленными на следующий солнечный максимум, ожидаемый в 2025 году.
«На самых последних снимках мы увидели больше облаков, особенно в северных широтах и на больших высотах, как и ожидалось, исходя из наблюдаемого увеличения солнечного УФ-потока за последние ~ 2 года», — говорят ученые.
Конечно, было бы лучше отправить космический аппарат для изучения Нептуна, так как вблизи планета была непосредственно исследована только одним космическим зондом «Вояджер-2» в 1989 году.
Однако по состоянию на 2023 год нет подтвержденных будущих миссий для посещения системы Нептуна, хотя предварительный запуск китайской миссии возможен в 2030 году. НАСА, ЕКА и независимые академические группы предложили будущим научным миссиям посетить Нептун. Некоторые планы миссий все еще активны, в то время как другие были заброшены или приостановлены.
Исследование было опубликовано в журнале Icarus.