science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hubble ziet Neptunus mysterieuze krimpende storm

Deze serie beelden van de Hubble-ruimtetelescoop, genomen over een periode van 2 jaar, volgt de ondergang van een gigantische donkere draaikolk op de planeet Neptunus. De ovale vlek is geslonken van 3, 100 mijl over zijn lange as tot 2, 300 mijl breed, gedurende de Hubble-observatieperiode. Krediet:NASA, ESA, en M.H. Wong en A.I. Hsu (UC Berkeley)

Drie miljard mijl verderop op de verste bekende grote planeet in ons zonnestelsel, een onheilspellende, donkere storm - ooit groot genoeg om zich uit te strekken over de Atlantische Oceaan van Boston naar Portugal - is aan het verdwijnen, zoals te zien is op foto's van Neptunus gemaakt door NASA's Hubble Space Telescope.

Enorme donkere stormen op Neptunus werden voor het eerst ontdekt in de late jaren 1980 door NASA's Voyager 2-ruimtevaartuig. Vanaf dat moment, alleen Hubble had de scherpte in blauw licht om deze ongrijpbare kenmerken te volgen die in de loop der jaren een spelletje kiekeboe hebben gespeeld. Hubble vond twee donkere stormen die halverwege de jaren negentig verschenen en vervolgens verdwenen. Deze laatste storm werd voor het eerst gezien in 2015, maar wordt nu kleiner.

Zoals Jupiter's Grote Rode Vlek (GRS), de storm wervelt in een anti-cyclonale richting en is materiaal aan het opbaggeren van diep in de atmosfeer van de ijsreuzenplaneet. De ongrijpbare functie geeft astronomen een unieke kans om de diepe winden van Neptunus te bestuderen, die niet direct kan worden gemeten.

Het donkere vlekmateriaal kan waterstofsulfide zijn, met de doordringende geur van rotte eieren. Joshua Tollefson van de University of California in Berkeley legde uit:"De deeltjes zelf zijn nog steeds sterk reflecterend; ze zijn net iets donkerder dan de deeltjes in de omringende atmosfeer."

In tegenstelling tot Jupiter's GRS, die al minstens 200 jaar zichtbaar is, De donkere draaikolken van Neptunus duren maar een paar jaar. Dit is de eerste die daadwerkelijk is gefotografeerd terwijl hij sterft.

"We hebben geen bewijs van hoe deze wervels worden gevormd of hoe snel ze roteren, "zei Agustín Sánchez-Lavega van de Universiteit van Baskenland in Spanje. "Het is zeer waarschijnlijk dat ze het gevolg zijn van een instabiliteit in de geschoren oosten- en westenwinden."

De donkere vortex gedraagt ​​zich anders dan wat planeetwaarnemers voorspelden. "Het lijkt erop dat we de ondergang van deze donkere draaikolk vastleggen, en het is anders dan wat bekende onderzoeken ons deden verwachten, " zei Michael H. Wong van de Universiteit van Californië in Berkeley, verwijzend naar werk van Ray LeBeau (nu aan de St. Louis University) en het team van Tim Dowling aan de Universiteit van Louisville. "Hun dynamische simulaties zeiden dat anticyclonen onder de windschering van Neptunus waarschijnlijk naar de evenaar zouden afdrijven. We dachten dat zodra de vortex te dicht bij de evenaar kwam, het zou uiteenvallen en misschien een spectaculaire uitbarsting van cloudactiviteit veroorzaken."

Maar de donkere vlek, die voor het eerst werd gezien op de middelste zuidelijke breedtegraden, is blijkbaar vervaagd in plaats van met een knal uit te gaan. Dat kan te maken hebben met de verrassende richting van de gemeten drift:naar de zuidpool, in plaats van noordwaarts naar de evenaar. In tegenstelling tot Jupiter's GRS, de plek van Neptunus wordt niet zo strak beperkt door talrijke afwisselende windstralen (gezien als banden in de atmosfeer van Jupiter). Neptunus lijkt maar drie brede jets te hebben:een westwaartse op de evenaar, en oostwaarts rond de noord- en zuidpool. De vortex moet vrij zijn om van rijstrook te veranderen en overal tussen de jets te cruisen.

"Geen andere faciliteiten dan Hubble en Voyager hebben deze wervelingen waargenomen. Voor nu, alleen Hubble kan de gegevens leveren die we nodig hebben om te begrijpen hoe vaak of zeldzaam deze fascinerende neptuniaanse weersystemen kunnen zijn, " zei Wong.

De eerste beelden van de donkere vortex zijn afkomstig van het Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL)-programma, een langlopend Hubble-project dat jaarlijks wereldkaarten van de vier buitenste planeten van ons zonnestelsel vastlegt. Alleen Hubble heeft het unieke vermogen om deze werelden in ultraviolet licht te onderzoeken, die belangrijke informatie oplevert die niet beschikbaar is voor andere hedendaagse telescopen. Aanvullende gegevens, van een Hubble-programma gericht op de donkere vortex, komen uit een internationaal team waaronder Wong, Tollefson, Sanchez-Lavega, Andrew Hsu, Imke de Pater, Amy Simon, Ricardo Hueso, Laurens Sromovsky, Patrick Frits, Statia Luszcz-Cook, Heidi Hammel, Marc Delcroix, Catharina de Kleer, Glenn Orton, en Christoph Baranec.

Wong's paper verschijnt online in de Astronomisch tijdschrift op 15 februari 2018.