Hubble afslører dynamiske atmosfærer i Uranus, Neptun

Under sin rutinemæssige årlige overvågning af vejret på vores solsystems ydre planeter, NASAs Hubble-rumteleskop har afsløret en ny mystisk mørk storm på Neptun og givet et friskt kig på en langvarig storm, der cirkulerer rundt om det nordlige polarområde på Uranus.

Ligesom Jorden, Uranus og Neptun har årstider, som sandsynligvis driver nogle af funktionerne i deres atmosfærer. Men deres årstider er meget længere end på Jorden, spænder over årtier snarere end måneder.

Den nye Hubble-visning af Neptun viser den mørke storm, ses øverst i midten. Dukkede op under planetens sydlige sommer, funktionen er den fjerde og seneste mystiske mørke hvirvel, der er fanget af Hubble siden 1993. To andre mørke storme blev opdaget af Voyager 2-rumfartøjet i 1989, da det fløj forbi den fjerntliggende planet. Siden da, kun Hubble har haft følsomheden i blåt lys til at spore disse uhåndgribelige funktioner, som er dukket op og falmet hurtigt. En undersøgelse ledet af University of California, Berkeley, bachelorstuderende Andrew Hsu vurderede, at de mørke pletter vises hvert fjerde til sjette år på forskellige breddegrader og forsvinder efter omkring to år.

Hubble afslørede den seneste storm i september 2018 på Neptuns nordlige halvkugle. Funktionen er cirka 6, 800 km på tværs.

Til højre for det mørke træk er lyse hvide "ledsagerskyer". Hubble har observeret lignende skyer, der ledsager tidligere hvirvler. De lyse skyer dannes, når strømmen af ​​omgivende luft forstyrres og ledes opad over den mørke hvirvel, får gasser til at fryse til metan-iskrystaller. Disse skyer ligner skyer, der fremstår som pandekageformede træk, når luft skubbes over bjerge på Jorden (selvom Neptun ikke har nogen fast overflade). Den lange, tynd sky til venstre for den mørke plet er et forbigående træk, som ikke er en del af stormsystemet.

Det er uklart, hvordan disse storme dannes. Men ligesom Jupiters store røde plet, de mørke hvirvler hvirvler i anticyklonisk retning og ser ud til at opgrave materiale fra dybere niveauer i isgigantens atmosfære.

Hubble-observationerne viser, at så tidligt som i 2016, øget skyaktivitet i regionen gik forud for hvirvelens udseende. Billederne indikerer, at hvirvlerne sandsynligvis udvikler sig dybere i Neptuns atmosfære, bliver først synlig, når toppen af ​​stormen når højere højder.

Øjebliksbilledet af Uranus, ligesom billedet af Neptun, afslører et dominerende træk:en stor lys stormfuld skykappe på tværs af nordpolen.

Forskere mener, at denne nye funktion er et resultat af Uranus' unikke rotation. I modsætning til alle andre planeter i solsystemet, Uranus vælter næsten om på siden. På grund af denne ekstreme hældning, i løbet af planetens sommer skinner solen næsten direkte på nordpolen og går aldrig ned. Uranus nærmer sig nu midten af ​​sin sommersæson, og polar-cap-regionen bliver mere fremtrædende. Denne polære hætte kan være dannet af sæsonbestemte ændringer i atmosfærisk flow.

Nær kanten af ​​polarstormen er en stor, kompakt metan-is sky, som nogle gange er lys nok til at blive fotograferet af amatørastronomer. Et smalt skybånd omkranser planeten nord for ækvator. Det er et mysterium, hvordan bånd som disse er begrænset til så smalle bredder, fordi Uranus og Neptun har meget brede vestblæsende vindstråler.

Begge planeter er klassificeret som isgigantiske planeter. De har ingen fast overflade, men snarere kapper af brint og helium, der omgiver et vandrigt indre, sig selv måske viklet om en stenet kerne. Atmosfærisk metan absorberer rødt lys, men tillader blågrønt lys at blive spredt tilbage i rummet, giver hver planet en cyan nuance.

De nye Neptun og Uranus billeder er fra Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) programmet, et langsigtet Hubble-projekt, ledet af Amy Simon fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, der årligt fanger globale kort over vores solsystems ydre planeter, når de er tættest på Jorden i deres kredsløb. OPALs hovedmål er at studere langsigtede sæsonændringer, samt indfange forholdsvis forbigående begivenheder, såsom udseendet af Neptuns mørke plet. Disse mørke storme kan være så flygtige, at nogle af dem tidligere kan have optrådt og falmet under flerårige huller i Hubbles observationer af Neptun. OPAL-programmet sikrer, at astronomerne ikke går glip af endnu en.

Disse billeder er en del af en scrapbog med Hubble-øjebliksbilleder af Neptun og Uranus, der sporer vejrmønstrene over tid på disse fjerne, kolde planeter. Ligesom meteorologer ikke kan forudsige vejret på Jorden ved at studere et par øjebliksbilleder, astronomer kan ikke spore atmosfæriske tendenser på solsystemets planeter uden regelmæssige gentagne observationer. Astronomer håber, at Hubbles langsigtede overvågning af de ydre planeter vil hjælpe dem med at opklare de mysterier, der stadig eksisterer omkring disse fjerne verdener.

At analysere vejret på disse verdener vil også hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå mangfoldigheden og lighederne i atmosfærerne på solsystemets planeter, inklusive Jorden.