Астрономи побачили різке потепління південного полюса Нептуна

Астрономи вперше надійно виявили субсезонну мінливість властивостей стратосфери Нептуна - в цьому їм допомогли дані 17-річних спостережень за крижаним гігантом за допомогою наземних і космічних телескопів. Виявилося, що за половину нептуніанського літа стратосфера планети в середніх і помірних широтах поступово охолоджувалася, а південний полюс різко потеплів за останні три роки. Препринт роботи доступний на arXiv.org.

Нептун є найбільш віддаленою від Сонця планетою-гігантом, однак при цьому володіє надзвичайно динамічною атмосферою, в якій діють потужні зональні вітри, а помітна еволюція метеорологічних явищ, таких як висотні хмари, здатна протікати в часовому масштабі декількох днів. Крім того, протягом декількох років можуть спостерігатися зміни альбедо Нептуна, а також поява довгоживучих хмар і темних вихрів. При цьому рік на Нептуні триває 165 земних років, через що, як пророкує теорія, буде спостерігатися повільна мінливість температури і хімічного складу стратосфери протягом декількох десятиліть. Поки що у вчених мало даних про радіаційні процеси і динаміку температури і хімічного складу нижньої стратосфери і верхньої тропосфери Нептуна - для цього необхідні спостереження з високою точністю, що проводяться в середньому інфрачервоному діапазоні хвиль, які ускладнюються низькою температурою крижаного гіганта і його віддаленістю від Землі.

Група астрономів на чолі з Майклом Романом (Michael Roman) з Лестерського університету у Великобританії опублікувала результати аналізу даних спостережень за Нептуном, отримані в період з 2003 по 2020 рік в середньому інфрачервоному діапазоні за допомогою інструменту VISIR(VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed), встановленого на телескопі наземного комплексу VLT, космічного телескопа «Спітцер» і наземних телескопів «Субару», Кека, «Джеміні-Північ» і «Джеміні-Південь». Метою роботи було виявлення довготривалих і сезонних коливань температури і хімічного складу атмосфери Нептуна.

У 2005 році в південній півкулі Нептуна настало літо, проте в період з 2003 по 2018 рік середня температура стратосфери знизилася, що відбилося на інтенсивності випромінювання молекулярного водню, метану, етану і дейтерованого метану (CH₃D). Меридіональний температурний контраст між більш південним полюсом і екватором збільшився приблизно з 8 кельвінів у 2003 році до 28 кельвінів у 2020 році. При цьому в період з 2018 по 2020 рік спостерігалося різке потепління стратосфери поблизу південного полюса Нептуна - температура збільшилася з 152 до 163 кельвін. Це проявлялося як збільшення яскравості південного полярного регіону, в той час як середні і низькі широти планети залишалися більш тьмяними, ніж у попередні роки спостережень.

Вчені прийшли до висновку, що отримали найбільш переконливі на сьогоднішній день докази того, що на Нептуні діють процеси, що породжують субсезонну мінливість атмосфери як в глобальному, так і в регіональному масштабі. При цьому фізичний механізм, що зв'язує стратосферні температури, тропосферні хмари і тумани на різних висотах, досі невідомий, проте може бути пов'язаний зі зміною сезонів, погодними змінами або варіаціями потоку сонячного випромінювання.

Раніше ми розповідали про те, як тришарова модель димки пояснила різницю в кольорі Урана і Нептуна.