На Нептуне отмечены неожиданные колебания температур

Новое исследование показало, как температура в атмосфере Нептуна неожиданно колебалась за последние два десятилетия.

Об этом рассказали в Лестерском университете.

Исследование на днях было опубликовано в Planetary Science Journal. В работе использовались наблюдения в тепловом инфракрасном диапазоне длин волн (выходящих за пределы спектра видимого света), что позволило эффективно определить тепло, излучаемое из атмосферы планеты.

Международная группа исследователей, включая ученых из Лестера и Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, объединила все имеющиеся тепловые инфракрасные изображения Нептуна, собранные из нескольких обсерваторий в течение почти двух десятилетий. К ним относятся очень большой телескоп Европейской южной обсерватории и телескоп Джемини-Юг в Чили и телескопы Субару, Кека и Джемини-Север, расположенные на Гавайях, также использовались спектры космического телескопа Спитцера.

Анализируя данные, исследователи смогли раскрыть более полную картину тенденций изменений температуры Нептуна, чем когда-либо ранее.

Но, к удивлению исследователей, эти сборные наборы данных показывают снижение тепловой яркости Нептуна с момента начала надежной тепловой визуализации в 2003 году, что указывает на то, что усредненные глобальные температуры в стратосфере Нептуна – слое атмосферы, расположенном чуть выше его активного погодного слоя – снизились примерно на 8 градусов Цельсия между 2003 и 2018 годами.

Доктор Майкл Роман, научный сотрудник-постдокторант Лестерского университета и ведущий автор статьи, отметил: «Это изменение было неожиданным. Поскольку мы наблюдали Нептун в начале южного лета, мы ожидали, что температура будет медленно становиться теплее, а не холоднее».

Нептун имеет осевой наклон, и потому он переживает схожие с Землей времена года. Однако, учитывая большое расстояние от Солнца, Нептуну нужно более 165 лет, чтобы сделать оборот вокруг своей звезды, и поэтому его сезоны меняются медленно – более 40 земных лет каждый.

Доктор Глен Ортон, старший научный сотрудник JPL и соавтор исследования, отметил: «Наши данные охватывают менее половины сезона Нептуна, поэтому никто не ожидал больших и быстрых изменений».

Однако, на южном полюсе Нептуна данные показывают другую и удивительно резкую смену. Комбинация наблюдений с Джемини-Север в 2019 году и Субару в 2020 году показывает, что полярная стратосфера Нептуна потеплела примерно на 11˚C между 2018 и 2020 годами, пустив в обратном направлении предыдущую усредненную глобальную тенденцию похолодания. Такого полярного потепления никогда раньше на Нептуне не наблюдалось.

Причина этих неожиданных изменений стратосферной температуры пока неизвестна, и результаты ставят под вопрос понимание учеными атмосферной изменчивости Нептуна.

Доктор Роман продолжает: «Температурные колебания могут быть связаны с сезонными изменениями в химическом составе атмосферы Нептуна, которые могут изменять эффективность охлаждения атмосферы».

«Но случайная изменчивость погодных условий или даже реакция на 11-летний цикл солнечной активности также могут производить влияние».

Ранее считалось, что 11-летний солнечный цикл (отмеченный периодическими изменениями активности Солнца и солнечных пятен) влияет на видимую яркость Нептуна, и новое исследование показывает возможную, но предварительную, корреляцию между солнечной активностью, стратосферными температурами и количеством ярких облаков, наблюдаемых на Нептуне.

Для дальнейшей оценки любой возможной связи необходимы дальнейшие наблюдения в последующие годы при температуре и моделях облаков.

Ответы на эти и другие тайны получит космический телескоп Джеймса Уебба (JWST), который в этом году планирует наблюдать за обоими ледяными гигантами — Ураном и Нептуном.

Ли Флетчер, профессор планетарных наук в Лестерском университете, будет управлять следующими наблюдениями с выделенным временем набора инструментов JWST. Профессор Флетчер, также соавтор этого исследования, сказал: «Изысканная чувствительность инструмента MIRI, работающего в среднеинфракрасном диапазоне, на космическом телескопе предоставит беспрецедентные новые карты химического состава и температур в атмосфере Нептуна, что поможет лучше определить природу этих последних изменений».