waterstofsulfide, het gas dat rotte eieren hun kenmerkende geur geeft, doordringt de bovenste atmosfeer van de planeet Uranus - zoals lang is besproken, maar nooit definitief bewezen. Gebaseerd op gevoelige spectroscopische waarnemingen met de Gemini North-telescoop, astronomen ontdekten het schadelijke gas dat hoog in de wolkentoppen van de reuzenplaneet wervelde. Dit resultaat lost een hardnekkige, lang bestaand mysterie van een van onze buren in de ruimte.

Zelfs na tientallen jaren van observaties, en een bezoek van het ruimtevaartuig Voyager 2, Uranus hield vast aan één cruciaal geheim, de samenstelling van zijn wolken. Nutsvoorzieningen, een van de belangrijkste componenten van de wolken van de planeet is eindelijk geverifieerd.

Patrick Irwin van de Universiteit van Oxford, Britse en wereldwijde medewerkers hebben spectroscopisch het infraroodlicht van Uranus ontleed dat werd vastgelegd door de 8-meter Gemini North-telescoop op Maunakea in Hawaï. Ze vonden waterstofsulfide, het stinkende gas dat de meeste mensen vermijden, in de wolkentoppen van Uranus. Het lang gezochte bewijs is gepubliceerd in het 23 april nummer van het tijdschrift Natuurastronomie .

De Gemini-gegevens, verkregen met de Near-Infrared Integral Field Spectrometer (NIFS), bemonsterde gereflecteerd zonlicht uit een gebied direct boven de belangrijkste zichtbare wolkenlaag in de atmosfeer van Uranus. "Terwijl de lijnen die we probeerden te detecteren er amper waren, we konden ze ondubbelzinnig detecteren dankzij de gevoeligheid van NIFS op Gemini, gecombineerd met de voortreffelijke omstandigheden op Maunakea, "zei Irwin. "Hoewel we wisten dat deze lijnen op het randje van detectie zouden zijn, Ik besloot om ze te gaan zoeken in de Gemini-gegevens die we hadden verkregen."

"Dit werk is een opvallend innovatief gebruik van een instrument dat oorspronkelijk was ontworpen om de explosieve omgevingen rond enorme zwarte gaten in de centra van verre sterrenstelsels te bestuderen, " zei Chris Davis van de National Science Foundation van de Verenigde Staten, een toonaangevende financier van de Gemini-telescoop. "Het gebruik van NIFS om een ​​al lang bestaand mysterie in ons eigen zonnestelsel op te lossen, is een krachtige uitbreiding van het gebruik ervan." voegt Davis eraan toe.

Astronomen hebben lang gedebatteerd over de samenstelling van de wolken van Uranus en of waterstofsulfide of ammoniak het wolkendek domineert, maar miste hoe dan ook definitief bewijs. "Nutsvoorzieningen, dankzij verbeterde waterstofsulfide-absorptielijngegevens en de prachtige Gemini-spectra, we hebben de vingerafdruk die de dader ving, ", zegt Irwin. De spectroscopische absorptielijnen (waar het gas een deel van het infrarode licht van gereflecteerd zonlicht absorbeert) zijn volgens Irwin bijzonder zwak en moeilijk te detecteren.

De detectie van waterstofsulfide hoog in het wolkendek van Uranus (en vermoedelijk dat van Neptunus) staat in schril contrast met de binnenste gasreuzenplaneten, Jupiter en Saturnus, waar geen waterstofsulfide boven de wolken te zien is, maar in plaats daarvan wordt ammoniak waargenomen. Het grootste deel van de bovenste wolken van Jupiter en Saturnus bestaat uit ammoniakijs, maar het lijkt erop dat dit niet het geval is voor Uranus. Deze verschillen in atmosferische samenstelling werpen licht op vragen over de vorming en geschiedenis van de planeten.

Leigh Fletcher, een lid van het onderzoeksteam van de Universiteit van Leicester in het VK, voegt eraan toe dat de verschillen tussen de wolkendekken van de gasreuzen (Jupiter en Saturnus), en de ijsreuzen (Uranus en Neptunus), waren waarschijnlijk lang geleden ingeprent tijdens de geboorte van deze werelden. "Tijdens de vorming van ons zonnestelsel werd de balans tussen stikstof en zwavel (en dus ammoniak en het nieuw ontdekte waterstofsulfide van Uranus) bepaald door de temperatuur en de locatie van de vorming van de planeet."

Een andere factor in de vroege vorming van Uranus is het sterke bewijs dat de reuzenplaneten van ons zonnestelsel waarschijnlijk zijn gemigreerd van waar ze oorspronkelijk zijn gevormd. Daarom, het bevestigen van deze samenstellingsinformatie is van onschatbare waarde voor het begrijpen van de geboorteplaats van Uranus, evolutie en het verfijnen van modellen van planetaire migraties.

Volgens Fletcher, wanneer zich een wolkendek vormt door condensatie, het sluit het wolkvormende gas op in een diep intern reservoir, verborgen onder de niveaus die we gewoonlijk met onze telescopen kunnen zien. "Slechts een heel klein beetje blijft boven de wolken als een verzadigde damp, " zei Fletcher. "En daarom is het zo uitdagend om de kenmerken van ammoniak en waterstofsulfide boven wolkendekken van Uranus vast te leggen. De superieure mogelijkheden van Gemini gaven ons eindelijk die meevaller, ’, besluit Fletcher.

Glenn Orton, van NASA's Jet Propulsion Laboratory, en een ander lid van het onderzoeksteam merkt op, "We hebben een sterk vermoeden dat waterstofsulfidegas al enige tijd het millimeter- en radiospectrum van Uranus beïnvloedde, maar we waren niet in staat om de absorptie toe te schrijven die nodig was om het positief te identificeren. Nutsvoorzieningen, dat deel van de puzzel valt ook op zijn plaats."

Hoewel de resultaten een ondergrens stellen aan de hoeveelheid waterstofsulfide rond Uranus, het is interessant om te speculeren wat de effecten op mensen zouden zijn, zelfs bij deze concentraties. "Als een ongelukkige mens ooit door de wolken van Uranus zou afdalen, ze zouden worden geconfronteerd met zeer onaangename en onaangename omstandigheden." Maar de vieze stank zou volgens Irwin niet de ergste zijn. "Verstikking en blootstelling in de negatieve 200 graden Celsius atmosfeer gemaakt van voornamelijk waterstof, helium, en methaan zou zijn tol eisen lang voordat de geur, ’, besluit Irwin.

De nieuwe bevindingen geven aan dat, hoewel de atmosfeer onaangenaam kan zijn voor mensen, deze verre wereld is een vruchtbare grond om de vroege geschiedenis van ons zonnestelsel te onderzoeken en misschien de fysieke omstandigheden op andere grote, ijzige werelden in een baan om de sterren voorbij onze zon.