Hubble fanger fødslen af ​​en kæmpestorm på Neptun

Billeder taget af Hubble-rumteleskopet dokumenterer dannelsen af ​​en stor mørk plet på Neptun for første gang, rapporterer forskere i en ny undersøgelse.

Ligesom Jupiters store røde plet, Neptuns store mørke pletter er storme, der dannes fra områder med højt atmosfærisk tryk. I modsætning, storme på Jorden dannes omkring områder med lavtryk.

Forskere har set i alt seks mørke pletter på Neptun gennem årene. Voyager 2 identificerede to storme i 1989. Siden Hubble blev opsendt i 1990, den har set yderligere fire af disse storme.

I den nye undersøgelse, Planetforskere analyserede Hubbles billeder af isgiganten taget i løbet af de sidste mange år og skildrede væksten af ​​en ny stor mørk plet, der blev synlig i 2018.

Ved at studere ledsagende skyer, der dukkede op to år før den nye Great Dark Spot, forskerne konkluderer, at mørke pletter stammer meget dybere i Neptuns atmosfære end tidligere antaget.

Hubble-billederne hjalp også forskerne med at finde ud af, hvor ofte Neptun får mørke pletter, og hvor længe de varer. De nye resultater giver forskerne indsigt i de dårligt forståede isgigantplaneters indre funktioner, men de har også konsekvenser for undersøgelse af exoplaneter af lignende størrelse og sammensætning.

"Hvis du studerer exoplaneterne, og du vil forstå, hvordan de fungerer, du skal virkelig forstå vores planeter først, " sagde Amy Simon, en planetarisk videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland og hovedforfatter af den nye undersøgelse offentliggjort i dag i AGUs tidsskrift Geofysiske forskningsbreve . "Vi har så lidt information om Uranus og Neptun."

En historie med mørke pletter

Forskere så første gang en stor mørk plet på Neptun i 1989, da NASAs Voyager 2-sonde fløj forbi den mystiske blå planet. Mens rumfartøjet zoomede forbi, det tog billeder af to kæmpestorme, der brygger på Neptuns sydlige halvkugle. Forskere kaldte stormene "The Great Dark Spot" og "Dark Spot 2".

Bare fem år senere, Hubble-rumteleskopet tog skarpe billeder af Neptun, der afslørede, at både den store mørke plet på jorden og den mindre mørke plet 2 var forsvundet.

"Det var bestemt en overraskelse, " sagde Simon. "Vi var vant til at se på Jupiters store røde plet, som formodentlig havde været der i mere end hundrede år."

En ny Great Dark Spot dukkede op på Neptun i 2018, næsten identisk i størrelse og form med den, Voyager så i 1989. Simon og hendes kolleger analyserede Hubble-billeder af en mindre mørk plet, der dukkede op i 2015, da de opdagede små, lyse hvide skyer i området, hvor 2018 Great Dark Spot senere ville dukke op.

"Vi havde så travlt med at spore denne mindre storm fra 2015, at vi ikke nødvendigvis forventede at se endnu en stor en så snart, " sagde Simon.

De højtliggende skyer består af metan-iskrystaller, som giver dem deres karakteristiske lyse hvide farve. Forskere formoder, at disse metanskyer ledsager stormene, der danner mørke pletter, svæver over dem, som linseformede skyer dækker over høje bjerge på Jorden.

Levetid for et sted

Simon og medforfatterne Michael Wong og Andrew Hsu ved University of California Berkeley sporede metanskyerne fra 2016 til 2018. De fandt ud af, at skyerne var klarest i 2016 og 2017, før den nye store mørke plet blev synlig.

Computermodeller af Neptuns atmosfære har vist, jo dybere stormen er, jo lysere er dens ledsagende skyer. At disse hvide skyer dukkede op to år før Den Store Mørke Plet, og at de mistede en vis lysstyrke, da den blev synlig, tyder på, at mørke pletter kan stamme meget dybere i Neptuns atmosfære end tidligere antaget, ifølge den nye undersøgelse.

Simon, Wong og Hsu brugte også billeder fra Hubble og Voyager 2 til at finde ud af, hvor længe disse storme varer, og hvor ofte de forekommer. De rapporterer i en anden undersøgelse offentliggjort i dag i Astronomisk Tidsskrift at de har mistanke om, at nye storme dukker op på Neptun hvert fjerde til sjette år. Hver storm kan vare op til seks år, selvom to års levetid er mere sandsynlig, ifølge resultaterne.

Mørk mod rød

De nye resultater viser, hvordan Neptuns store mørke pletter adskiller sig fra Jupiters store røde plet. Den Store Røde Plet er blevet observeret siden mindst 1830 og kan blive op til 350 år gammel. Tynde jetstrømme på Jupiter forhindrer den store røde plet i at bryde fra hinanden og fra at ændre breddegrad; den roterer rundt om Jupiter, men bevæger sig ikke mod nord eller syd.

Men neptunske vinde opererer i meget bredere bånd rundt om på planeten, så storme som Den Store Mørke Plet langsomt driver hen over breddegrader. Disse storme svæver typisk mellem vestlige ækvatoriale vindstråler og østgående strømme på de højere breddegrader, før stærke vinde trækker dem fra hinanden.

Planetforskere håber på næste gang at studere ændringer i formen af ​​hvirvelen og vindhastigheden i storme, der danner mørke pletter. "Vi har aldrig direkte målt vinde i Neptuns mørke hvirvler, men vi vurderer, at vindhastighederne er i boldbanen på 328 fod (100 meter) i sekundet, ret lig vindhastigheder i Jupiters store røde plet, " sagde Wong. Hyppigere observationer ved hjælp af Hubble vil hjælpe med at tegne et klarere billede af, hvordan stormsystemer på Neptun udvikler sig, han sagde.