Таинственный темный вихрь на Нептуне впервые замечен с Земли

С тех пор, как «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна в 1989 году, гигантские темные пятна, появляющиеся в атмосфере далекой планеты, представляли собой странную загадку.

Теперь мы впервые наблюдали одно из них вместе с Землей. Инструменты на базе беспрецедентного разрешения помогают ученым понять, почему эти пятна кажутся такими темными и почему они так отличаются от пятен на других планетах.

«С момента первого открытия темного пятна я всегда задавался вопросом, что это за недолговечные и неуловимые темные детали, — говорит астроном Патрик Ирвин из Оксфордского университета в Великобритании.

— Я очень рад, что мне удалось не только сделать первое обнаружение темного пятна от Земли, но также впервые зафиксировали спектр отражения такого объекта».

Темные вихри Нептуна на самом деле являются антициклоническими штормами, такими как Большое Красное Пятно на Юпитере, но они различаются несколькими ключевыми и загадочными способами. Во-первых, они сравнительно недолговечны: появляются и исчезают каждые несколько лет.

Считается также, что в их центрах относительно нет облаков по сравнению со штормовыми вихрями на Сатурне и Юпитере. Облака, которые мы можем обнаружить, представляют собой пушистые белые облака, которые появляются по краям, вероятно, в результате замерзания газов в кристаллы метанового льда, когда они поднимаются с более низких высот.

Но узнать что-либо большее было сложно из-за к расстоянию Нептуна и недолговечности вихрей. С 1994 года космический телескоп Хаббл является единственным инструментом, способным наблюдать и отслеживать их, что ограничивает диапазон длин волн, в которых можно увидеть планету.

Однако в 2018 году появился большой штормовой вихрь. Ирвин и его команда приступили к работе с другим инструментом: Multi Unit Spectroscope Explorer (MUSE) Очень Большого Телескопа. MUSE удалось обнаружить солнечный свет, отражающийся от Нептуна, и разделить его на составляющие его длины волн, чтобы восстановить трехмерный спектр планеты.

Различные длины волн связаны с разной высотой атмосферы Нептуна, поэтому исследователи смогли чтобы определить высоту темного пятна. И они обнаружили нечто удивительное: в конце концов, это не была «дыра» в атмосфере Нептуна.

Скорее, более глубокий цвет, по-видимому, является результатом затемнения частиц в слое водорода. сульфид, который находится под верхним слоем атмосферной аэрозольной дымки Нептуна. По мнению исследователей, это может быть результатом локального нагрева в глубокой части антициклонического вихря, который испаряет сероводородный лед, обнажая более темное ядро ​​вихря. Наблюдения исследователя согласуются с тем, что частицы в слое аэрозоля наверху становятся меньше, уменьшая непрозрачность.

Они обнаружили и еще один сюрприз: яркое облако, сопровождающее вихрь. Это было не одно из метановых облаков, которые часто сопровождают вихри Нептуна, а тип облака, никогда ранее не наблюдавшийся. Вместо того, чтобы находиться выше в атмосфере, он, похоже, находился на той же высоте, что и темный вихрь.

Что это такое и верны ли какие-либо из предложенных командой механизмов затемнения атмосферы Нептуна, необходимо выяснить расследоваться дальше. Но теперь, когда возможны наземные наблюдения Нептуна, мы, кажется, гораздо ближе к ответам.

«Это поразительное увеличение способности человечества наблюдать космос», — говорит астроном Майкл Вонг из Университета. Калифорнии, Беркли.

«Сначала мы могли обнаружить эти пятна, только отправив туда космический корабль, такой как «Вояджер». Затем мы получили возможность различать их удаленно с помощью Хаббла. Наконец, технологии продвинулись к включите это с земли».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.