Почти два десятилетия наблюдений показали, что на Нептуне происходят удивительные изменения температуры. Анализ собранных данных показал, что сначала, несмотря на приход лета в южном полушарии, температура понизилась на 8 градусов по Цельсию, а затем резко подскочила на 11 градусов по Цельсию. Ученые не могут полностью объяснить это загадку.
На самой далекой планете Солнечной системы есть времена года, как и на Земле. Однако из-за того, что год на Нептуне составляет около 165 земных лет, сезон там длится около 40 лет. С 2005 года на Нептуне лето. Ученые из Университета Лестера в Великобритании и из Лаборатории реактивного движения НАСА решили, что это хорошая возможность увидеть, как меняется температура на Нептуне.
Для этого они проанализировали почти 100 инфракрасных изображений газового гиганта, собранных за последние 17 лет наблюдений. Данные показали, что в период с 2003 по 2018 год, когда в южном полушарии планеты медленно вступало лето, глобальная температура на Нептуне упала на 8 градусов по Цельсию, но затем, к 2020 году, температура на Южном полюсе подскочила на 11 градусов по Цельсию. Правда, не известно, откуда берутся такие колебания температуры.
Описание наблюдений появилось на страницах The Planetary Science Journal (DOI: 10.3847/PSJ/ac5aa4).
Неожиданные изменения температуры на Нептуне
Нептун — самая дальняя и восьмая планета в нашей системе. Он в 17 раз массивнее Земли и немного крупнее своего близнеца Урана. Это четвертая по величине планета Солнечной системы и третья по массе планета. Газовый гигант имеет 14 известных спутников, крупнейший из которых — Тритон, который, в отличие от планет и большинства спутников нашей планетной системы, является ретроградным, что указывает на то, что когда-то он был карликовой планетой, возможно, в поясе Койпера, но был притянут Нептуном в результате гравитационного взаимодействия.
Недавние исследования самой далекой планеты Солнечной системы обнаружили нечто неожиданное. Команда ученых объединила все существующие изображения с тепловизионных камер Нептуна (которые измеряют инфракрасное излучение, испускаемое астрономическими объектами), сделанные за последние 17 лет обсерваториями по всему миру — Очень Большим Телескопом, принадлежащим Европейской Южной Обсерватории, Южным Телескопом Джемини в Чили, Subaru Telescope, The Keck Telescope и Gemini North Telescope, а также изображения с космического телескопа Spitzer.
Анализируя данные, ученые смогли выявить наиболее точную картину тенденций изменения температуры Нептуна на сегодняшний день. Однако, к их удивлению, эти сводные данные показали неожиданное падение температуры, причем как раз в то время, когда она должна была повышаться. Исследователи подчеркнули в публикации, что надежное тепловидение Нептуна началось в 2003 году и показывает глобальные средние температуры в стратосфере газового гиганта. С тех пор, если быть точным, с 2003 по 2018 год, глобальная температура в стратосфере упала примерно на 8 градусов по Цельсию. Но затем, в период с 2018 по 2020 год, глобальные температуры выросли на 11 градусов по Цельсию.
Это изменение было неожиданным. Поскольку мы наблюдали за Нептуном в начале лета в южном полушарии, мы ожидаем, что температура будет медленно расти, а не падать, — сказал ведущий автор исследования доктор Майкл Роман из Лестерского университета.
Возможные объяснения
Орбита Нептуна удалена на 4,5 миллиарда километров, поэтому средняя температура верхних слов атмосферы ледяного гиганта составляет около минус 220 градусов по Цельсию, а небольшое количество тепла исходит от внутренних процессов. Отслеживание смены сезонов дает представление о том, как развивалась атмосфера планеты, но это не самое простое занятие.
Этот тип исследований возможен только с чувствительными инфракрасными изображениями с больших телескопов, таких как VLT (Very Large Telescope), которые могут четко наблюдать за Нептуном, а они были доступны только около 20 лет, — объяснил Ли Флетчер из Университета. из Лестера, соавтор исследования.
В настоящее время ученые не могут объяснить наблюдаемые колебания температуры на Нептуне. Они уже знали, что у газового гиганта есть теплый (для Нептуна) полярный вихрь, но считают, что он за это не отвечает. Причиной может быть изменчивость химического состава стратосферы планеты, солнечная активность и даже некоторые погодные явления.
Наши данные охватывают менее половины сезона на Нептуне, поэтому никто не ожидал таких больших и быстрых изменений, — признал Гленн Ортон из Лаборатории реактивного движения, соавтор статьи.
Ученые будут искать ответы в ближайшие годы. Наблюдения с помощью новейших строящихся обсерваторий, таких как Чрезвычайно Большой Телескоп, могут пролить больше света на обнаруженные флуктуации. Дополнительные данные также должен предоставить недавно запущенный космический телескоп «Джеймс Уэбб».