Hubble fotografuje dynamiczne atmosfery Urana i Neptuna

W trakcie wykonywania dorocznego monitoringu pogody na zewnętrznych planetach Układu Słonecznego, Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył nową, tajemniczą, ciemną burzę na Neptunie i zebrał nowe informacje o długotrwałej burzy krążącej wokół północnego obszaru biegunowego Urana.

Tak samo jak Ziemia, Uran i Neptun doświadczają różnych pór roku, co z pewnością przekłada się na niektóre z ich charakterystycznych cech atmosfery. Jednak ich pory roku są znacznie dłuższe niż na Ziemi i trwają całymi dekadami, a nie miesiącami.

Nowe zdjęcie Neptuna wykonane przez Hubble’a przedstawia ciemną burzę, widoczną w górnej, środkowej części dysku. Widoczna podczas planującego na półkuli południowej lata, plama ta jest czwartym i najnowszym tajemniczym ciemnym wirem odkrytym na Neptunie przez Hubble’a od 1993 roku. Dwie inne ciemne burze odkryła sonda Voyager 2, która przeleciała wokół ostatniej planety Układu Słonecznego w 1989 roku. Od tego czasu tylko Hubble miał wystarczającą ostrość w zakresie koloru niebieskiego, aby wyśledzić te ulotne plamy, które pojawiały się po czym szybko znikały. Badania przeprowadzone przez Andrew Hsu, studenta z University of California w Berkeley pozwoliły oszacować, że ciemne plamy pojawiają się co cztery do sześciu lat na różnych szerokościach i znikają po około dwóch latach.

Hubble odkrył najnowszą burzę we wrześniu 2018 roku na północnej półkuli Neptuna. Plama ma średnicę około 10 000 kilometrów.

Na prawo od ciemnej plamy znajdują się jasne białe “chmury towarzyszące”. Hubble obserwował podobne chmury już wokół wcześniejszych wirów. Jasne chmury tworzą się gdy przepływ powietrza w otoczeniu ulega zaburzeniu i odchylany jest w górę nad wir, przez co gazy krystalizują się w kryształki lodu metanowego. Obłoki te podobne są do obłoków przypominających naleśniki, które powstają gdy powietrze wypychane jest w górę zbocza gór na Ziemi (aczkolwiek Neptun nie ma skalnej powierzchni). Długie, cienkie obłoki na lewo od ciemnej plamy to cecha przejściowa, która nie stanowi części układu burzowego.

Powyższe zdjęcie Urana wykonane za pomocą kamery WFC3 w listopadzie 2018 roku przedstawia rozległą, jasną czapę chmur burzowych w otoczeniu północnego bieguna planety. Źródło: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center) oraz M.H. Wong oraz A. Hsu (University of California, Berkeley)

Nie wiadomo jak te układy burzowe powstają. Jednak tak samo jak Wielka Czerwona Plama na Jowiszu, ciemne cyklony wirują w kierunku przeciwnym do kierunku wskazówek zegara i wydają się zasysać materię z głębszych poziomów atmosfery tego lodowego olbrzyma.

Obserwacje za pomocą Hubble’a wskazują, że już w 2016 roku wzmożona aktywność chmur w tym regionie zapowiadała pojawienie się wiru. Zdjęcia wskazują, że wiry prawdopodobnie powstają głębiej w atmosferze Neptuna, a stają się widoczne dla nas dopiero gdy szczyt układu burzowego wychodzi na wystarczająco wysoki poziom.

Zdjęcie Urana, tak jak zdjęcie Neptuna, przedstawia bardzo dominującą cechę: rozległą jasną pokrywę chmur burzowych na północnym biegunie planety.

Naukowcy uważają, że ta owa cecha jest wynikiem unikatowej rotacji Urana. W przeciwieństwie do wszystkich innych planet Układu Słonecznego, Uran jest przewrócony niemal całkowicie na bok. Z uwagi na to ekstremalne nachylenie osi obrotu, w trakcie lata na tej planecie Słońce świeci niemal dokładnie na biegun północny i nigdy nie zachodzi. Na Uranie aktualnie jest środek lata, a czapa polarna jest bardzo dobrze widoczna.

W pobliżu krawędzi burzy polarnej znajduje się duży, kompaktowy obłok lodu metanowego, który czasami jest tak jasny, że mogą go fotografować nawet amatorzy astronomii. Wąskiie pasmo chmur otacza planetę nieco na północ od równika. Jak na razie nie wiadomo dlaczego takie pasma chmur są tak wąskie, wszak na Uranie i Neptunie wieją bardzo szerokie dżety wiatrów.

Zdjęcie Neptuna wykonane we wrześniu i listopadzie 2018 roku przedstawia nową ciemną burzę (u góry, po środku). Źródło: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center) oraz M.H. Wong i A. Hsu (University of California, Berkeley)

Obie planety klasyfikuje się jako lodowe olbrzymy. Nie posiadają one stałej powierzchni, a jedynie płaszcze wodoru i helu otaczające bogate w wodę wnętrze, które z kolei otacza skaliste jądro. Metan w atmosferze planety pochłania czerwone światło i pozwala na rozpraszanie błękitu i zieleni w przestrzeń.

Nowe zdjęcia Urana i Neptuna stanowią element programu OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy), długoterminowego projektu kierowanego przez Amy Simon z NASA GOddard Space Flight Center w Greenbelt, w stanie Maryland.

Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.