З тих пір, як «Вояджер-2» пролетів повз Нептун у 1989 році , гігантські темні плями, які з’являються в атмосфері далекої планети, становлять дивну загадку.
Тепер ми вперше спостерігали за допомогою земних приладів із безпрецедентною роздільною здатністю, допомагаючи вченим зрозуміти, чому ці плями виглядають такими темними та чому вони так відрізняються від плям на інших планетах.
«З моменту першого відкриття темної плями я завжди задавався питанням, що собою представляють ці короткочасні та невловимі темні елементи», — каже астроном Патрік Ірвін з Оксфордського університету у Великобританії.
«Я дуже радий, що зміг не тільки вперше виявити темну пляму на землі, але й вперше записати спектр відбиття такої деталі».
Темні вихори Нептуна насправді є антициклонічними бурями, як Велика червона пляма на Юпітері , але вони відрізняються кількома ключовими та загадковими способами. По-перше, вони порівняно недовговічні, з’являючись і розсіюючись кожні кілька років.
Також вважається, що вони відносно позбавлені хмар у своїх центрах, порівняно зі штормовими вихорами на Сатурні та Юпітері . Хмари, які ми можемо виявити, — це пухнасті білі хмари, які з’являються по краях, ймовірно, в результаті замерзання газів у кристали метанового льоду, коли вони піднімаються з нижчих висот.
Але дізнатися щось більше було складно через відстань до Нептуна та короткочасну природу вихорів. З 1994 року космічний телескоп Хаббл був єдиним інструментом, здатним спостерігати та відстежувати їх, що обмежує діапазон довжин хвиль, у яких можна побачити планету.
Проте, коли в 2018 році з’явився великий штормовий вихор, Ірвін і його команда почали працювати з іншим інструментом: багатоблоковим спектроскопічним дослідником ( MUSE ) Дуже Великого Телескопа. MUSE вдалося виявити сонячне світло, що відбивається від Нептуна, і розділити його на складові довжини хвилі, щоб реконструювати тривимірний спектр планети.
Різні довжини хвиль пов’язані з різною висотою в атмосфері Нептуна, тому дослідники змогли визначити висоту темної плями. І вони виявили дещо дивовижне: це, зрештою, не було «дірою» в атмосфері Нептуна.
Скоріше, глибший колір є результатом потемніння частинок у шарі сірководню, який знаходиться під верхнім шаром атмосферного аерозольного серпанку Нептуна . Дослідники вважають, що це може бути результатом локального нагрівання в глибокій частині антициклонічного вихору, який випаровує сірководневий лід, відкриваючи темніше ядро вихору. Спостереження дослідника узгоджуються з тим, що частинки в шарі аерозолю стають меншими, зменшуючи непрозорість.
Вони також знайшли ще один сюрприз: яскрава хмара, що супроводжує вихор. Це не одна з метанових хмар, які часто супроводжують вихори Нептуна, а тип хмари, якого раніше не бачили. Замість того, щоб сидіти вище в атмосфері, здавалося, що він знаходиться на тій же висоті, що й темний вихор.
Що це таке, і чи правильний будь-який із запропонованих командою механізмів затемнення атмосфери Нептуна, потрібно буде досліджувати далі. Але, оскільки наземні спостереження Нептуна тепер можливі, ми, здається, набагато ближче до відповідей.
«Це вражаюче збільшення здатності людства спостерігати за космосом», — каже астроном Майкл Вонг з Каліфорнійського університету в Берклі.
«Спочатку ми могли виявити ці плями, лише відправивши туди космічний корабель, як-от «Вояджер». Потім ми отримали можливість дистанційно розпізнавати їх за допомогою Хаббла. Нарешті технологія просунулася, щоб зробити це з землі».
