Tusmørkeobservationer afslører en enorm storm på Neptun

Spektakulære solnedgange og solopgange er nok til at blænde de fleste af os, men til astronomer, skumring og daggry er spild af god observationstid. De vil have en virkelig mørk himmel.

Ikke Ned Molter, en kandidatstuderende ved astronomi ved UC Berkeley. Han satte sig for at vise, at nogle lyse genstande lige så godt kan studeres i tusmørket, når andre astronomer vrider tommelfingeren, og opdagede hurtigt en ny funktion på Neptun:Et stormsystem næsten på størrelse med Jorden.

"At se en storm så lys på så lav en breddegrad er ekstremt overraskende, sagde Molter, der opdagede stormkomplekset nær Neptuns ækvator under en daggry testkørsel af tusmørke, der observerede ved W. M. Keck Observatory på Maunakea, Hawaii. "Normalt, dette område er virkelig stille, og vi ser kun lyse skyer i midten af ​​breddegrader, så at have sådan en enorm sky siddende lige ved ækvator er spektakulær. "

Dette massive stormsystem, som blev fundet i et område, hvor der aldrig er set en lys sky før, er omkring 9, 000 kilometer i længden, eller en tredjedel af størrelsen på Neptuns radius, strækker sig over mindst 30 grader på både breddegrad og længdegrad. Molter observerede, at det blev meget lysere mellem 26. juni og 2. juli.

"Historisk set meget lyse skyer er lejlighedsvis blevet set på Neptun, men normalt på breddegrader tættere på polerne, omkring 15 til 60 grader nord eller syd, "sagde Imke de Pater, en professor i astronomi i UC Berkeley og Molters rådgiver. "Aldrig før har man set en sky ved eller så tæt på ækvator, og har aldrig været så lysende. "

I starten de Pater troede, at det var det samme nordlige skykompleks set af Hubble -rumteleskopet i 1994, efter det ikoniske Great Dark Spot, billedet af Voyager 2 i 1989, var forsvundet. Men de Pater siger, at målinger af dens lokalitet ikke stemmer overens, signalerer, at dette skykompleks er forskelligt fra det, Hubble første gang så for mere end to årtier siden.

En stor, højt tryk, mørkt hvirvelsystem forankret dybt i Neptuns atmosfære kan være det, der forårsager det kolossale skydække, sagde de Pater. Når gasser stiger i en hvirvel, de køler af. Når dens temperatur falder under kondensvandstemperaturen for en kondenserbar gas, at gas kondenserer ud og danner skyer, ligesom vand på jorden. På Neptun, imidlertid, metanskyer dannes.

Som med alle planeter, vind i Neptuns atmosfære varierer drastisk med breddegrad, så hvis der er et stort lyst skysystem, der spænder over mange breddegrader, noget skal holde det sammen, såsom en mørk hvirvel. Ellers, skyerne ville skille fra hinanden.

"Denne store hvirvel sidder i et område, hvor luften, samlet set, aftager i stedet for at stige, "sagde de Pater." Desuden, en langvarig hvirvel lige ved ækvator ville være svært at forklare fysisk. "

Hvis den ikke er bundet til en hvirvel, systemet kan være en enorm konvektiv sky, ligner dem, der lejlighedsvis ses på andre planeter, ligesom den enorme storm på Saturn, der blev opdaget i 2010. Dog, en sådan sky forventes at smøre betydeligt ud over en uges tid.

"Dette viser, at der er ekstremt drastiske ændringer i dynamikken i Neptuns atmosfære, og måske er dette en sæsonbestemt vejrbegivenhed, der kan ske hvert par årtier eller deromkring, "sagde de Pater.

En blæsende planet

Neptun er den blæsende planet i vores solsystem, med de hurtigst observerede vindhastigheder ved ækvator, der når op til en voldsom 1, 000 mph. For at sætte dette i perspektiv, en kategori 5 -orkan har vindhastigheder på 156 mph. Neptun kredser om solen hvert 160 år, og en sæson er omkring 40 år.

Opdagelsen af ​​Neptuns mystiske ækvatoriale skykompleks blev muliggjort af det nye Keck Visiting Scholars Program, lanceret i sommer, som giver kandidatstuderende og postdoktorale forskere erfaring med at arbejde ved teleskopet, samtidig bidrage til Keck Observatory og dets videnskabelige samfund.

"Dette resultat af Imke og hendes førsteårige kandidatstuderende, Ned, er et perfekt eksempel på, hvad vi prøver at opnå med Keck Visiting Scholars -programmet, "sagde Anne Kinney, chefforsker ved Keck -observatoriet. "Ned er vores første gæsteforsker, og hans utrolige arbejde er et bevis på værdien af ​​dette program. Det har bare været en skandaløs succes. "

Molter er en af ​​otte forskere, der er optaget i programmet i år. Hans opgave under hans seks ugers ophold på observatoriet var at udvikle en mere effektiv metode til at observere tusmørke, gør brug af tid, der ellers ikke kan bruges. De fleste observatører i Keck Observatory -samfundet kigger dybt ind i nattehimlen og kan ikke observere deres mål i tusmørket.

"Ned havde aldrig observeret før, og han er meget lys, så da Anne fortalte mig om programmet, Jeg vidste, at han ville være den perfekte elev til det, "sagde de Pater." Nu hvor vi har opdaget dette interessante skykompleks i Neptun, Ned har en løbende start på et flot papir til sin ph.d. afhandling."

"Jeg elskede at være på Keck. Alle var ekstremt venlige, og jeg havde masser af personlig interaktion med de understøttende astronomer og observerende assistenter, "Molter sagde." At kunne gå bag kulisserne for at se, hvordan de kører teleskoper og instrumenter hver dag, at få 10 nætter med observation og ingeniørtid på teleskoperne og to gange op til topmødet for at se den utrolige teknik bag denne gigantiske maskine har gjort mig fra en studerende til en egentlig observatør. Det var en utrolig mulighed. "

Keck Visiting Scholars -programmet er sponsoreret af Roy og Frances Simperman, med store bidrag fra M.R. og Evelyn Hudson Foundation, W.M. Keck Foundation, Edge of Space, Inc., Thomas McIntyre, og Jeff og Rebecca Steele.

Molter og De Pater vil fortsætte med at analysere deres data og foreslå mere tusmørkeobservationstid ved Keck -observatoriet til efteråret, så de kan lære mere om denne storms natur og få en idé om, hvad den vil gøre over tid.

At have en bedre forståelse af Neptuns atmosfære vil hjælpe med at give astronomer et klarere billede af denne isnende gigants globale cirkulation. Dette er blevet stadig vigtigere på eksoplanetområdet, som et flertal af de exoplaneter, der hidtil er fundet, er næsten på størrelse med Neptun. Mens forskere kan beregne deres størrelse og masse, I øjeblikket vides ikke meget om exoplanets atmosfære.