Astronomen die NASA's Hubble-ruimtetelescoop gebruikten, zagen een mysterieuze donkere draaikolk op Neptunus abrupt wegsturen van een waarschijnlijke dood op de gigantische blauwe planeet.

De storm, die breder is dan de Atlantische Oceaan, werd geboren op het noordelijk halfrond van de planeet en ontdekt door Hubble in 2018. Waarnemingen een jaar later toonden aan dat het naar het zuiden begon af te drijven in de richting van de evenaar, waar dergelijke stormen naar verwachting uit het zicht zullen verdwijnen. Tot verbazing van waarnemers Hubble zag de draaikolk tegen augustus 2020 van richting veranderen, verdubbelen naar het noorden. Hoewel Hubble de afgelopen 30 jaar soortgelijke donkere vlekken heeft gevolgd, dit onvoorspelbare atmosferische gedrag is iets nieuws om te zien.

Even raadselachtig, de storm was niet alleen. Hubble zag in januari van dit jaar nog een kleinere donkere vlek die tijdelijk verscheen in de buurt van zijn grotere neef. Het kan mogelijk een stuk van de gigantische draaikolk zijn geweest die afbrak, weggedreven, en verdween toen in volgende waarnemingen.

"We zijn enthousiast over deze waarnemingen omdat dit kleinere donkere fragment mogelijk deel uitmaakt van het verstoringsproces van de donkere vlek, " zei Michael H. Wong van de Universiteit van Californië in Berkeley. "Dit is een proces dat nog nooit is waargenomen. We hebben een aantal andere donkere vlekken zien vervagen en ze zijn weg, maar we hebben nog nooit iets zien verstoren, ook al wordt het voorspeld in computersimulaties."

De grote storm, dat is 4, 600 mijl breed, is de vierde donkere vlek die Hubble sinds 1993 op Neptunus heeft waargenomen. Twee andere donkere stormen werden in 1989 ontdekt door het ruimtevaartuig Voyager 2 toen het langs de verre planeet vloog, maar ze waren verdwenen voordat Hubble ze kon observeren. Vanaf dat moment, alleen Hubble had de scherpte en gevoeligheid in zichtbaar licht om deze ongrijpbare kenmerken te volgen, die achtereenvolgens zijn verschenen en vervolgens zijn verdwenen over een periode van ongeveer twee jaar elk. Hubble ontdekte deze laatste storm in september 2018.

Slecht weer

De donkere draaikolken van Neptunus zijn hogedruksystemen die zich op de middelste breedtegraden kunnen vormen en vervolgens naar de evenaar kunnen migreren. Ze beginnen stabiel te blijven vanwege Coriolis-krachten, die ervoor zorgen dat stormen op het noordelijk halfrond met de klok mee draaien, vanwege de rotatie van de planeet. (Deze stormen zijn anders dan orkanen op aarde, die tegen de klok in draaien omdat het lagedruksystemen zijn.) als een storm naar de evenaar drijft, het Coriolis-effect verzwakt en de storm desintegreert. In computersimulaties door verschillende teams, deze stormen volgen een min of meer recht pad naar de evenaar, totdat er geen Coriolis-effect is om ze bij elkaar te houden. In tegenstelling tot de simulaties, de laatste gigantische storm migreerde niet naar de equatoriale 'dodingszone'.

"Het was echt opwindend om deze te zien handelen zoals het hoort te handelen en dan ineens stopt het en zwaait terug, "zei Wong. "Dat was verrassend."

Donkere vlek Jr.

De Hubble-waarnemingen onthulden ook dat de raadselachtige omkering van het pad van de donkere vortex plaatsvond op hetzelfde moment dat een nieuwe plek, informeel beschouwd als "dark spot jr., " verscheen. De nieuwste plek was iets kleiner dan zijn neef, meet ongeveer 3, 900 mijl breed. Het bevond zich in de buurt van de kant van de belangrijkste donkere vlek die uitkijkt op de evenaar - de locatie waarvan sommige simulaties laten zien dat er een verstoring zou optreden.

Echter, de timing van de opkomst van de kleinere vlek was ongebruikelijk. "Toen ik het kleine plekje voor het eerst zag, Ik dacht dat de grotere werd verstoord, " zei Wong. "Ik dacht niet dat er zich nog een vortex aan het vormen was, omdat de kleine verder naar de evenaar toe is. Dus het is binnen deze onstabiele regio. Maar we kunnen niet bewijzen dat de twee verwant zijn. Het blijft een compleet mysterie.

"Het was ook in januari dat de donkere vortex zijn beweging stopte en weer naar het noorden begon te bewegen, Wong voegde eraan toe. "Misschien door dat fragment af te werpen, dat was genoeg om te voorkomen dat het naar de evenaar zou bewegen."

De onderzoekers blijven meer gegevens analyseren om te bepalen of restanten van dark spot jr. bleef de rest van 2020 bestaan.

Donkere stormen nog steeds raadselachtig

Het is nog steeds een mysterie hoe deze stormen ontstaan, maar deze laatste gigantische donkere vortex is de best bestudeerde tot nu toe. Het donkere uiterlijk van de storm kan te wijten zijn aan een verhoogde donkere wolkenlaag en het zou astronomen kunnen vertellen over de verticale structuur van de storm.

Een ander ongewoon kenmerk van de donkere vlek is de afwezigheid van heldere begeleidende wolken eromheen, die aanwezig waren in Hubble-afbeeldingen die werden gemaakt toen de vortex in 2018 werd ontdekt. de wolken verdwenen toen de vortex zijn reis naar het zuiden onderbrak. De heldere wolken vormen wanneer de luchtstroom wordt verstoord en naar boven wordt geleid over de vortex, waardoor gassen waarschijnlijk bevriezen tot methaanijskristallen. Het ontbreken van wolken kan informatie onthullen over hoe vlekken evolueren, zeggen onderzoekers.

Weer oog op de buitenste planeten

Hubble maakte veel van de afbeeldingen van de donkere vlekken als onderdeel van het Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL)-programma, een langlopend Hubble-project, geleid door Amy Simon van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, die jaarlijks wereldkaarten van de buitenste planeten van ons zonnestelsel vastlegt wanneer ze zich in hun banen het dichtst bij de aarde bevinden.

OPAL's belangrijkste doelen zijn het bestuderen van seizoensveranderingen op de lange termijn, evenals het vastleggen van relatief voorbijgaande gebeurtenissen, zoals het verschijnen van donkere vlekken op Neptunus of mogelijk Uranus. Deze donkere stormen kunnen zo vluchtig zijn dat in het verleden sommige van hen zijn verschenen en verdwenen tijdens meerjarige hiaten in Hubble's waarnemingen van Neptunus. Het OPAL-programma zorgt ervoor dat sterrenkundigen er geen één meer over het hoofd zien.

"We zouden niets weten over deze laatste donkere vlekken als Hubble er niet was, Simon zei. "We kunnen de grote storm nu jarenlang volgen en zijn volledige levenscyclus bekijken. Als we Hubble niet hadden, dan zouden we kunnen denken dat de Grote Donkere Vlek die Voyager in 1989 zag, er nog steeds is op Neptunus, net als de Grote Rode Vlek van Jupiter. En, we zouden niet hebben geweten van de vier andere plekken die Hubble ontdekte." Wong zal de bevindingen van het team op 15 december presenteren tijdens de herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union.