Bilim adamları Uranüs ve Neptün’ün neden farklı renkler olduğunu açıklıyor

Hubble Uzay Teleskobu, NASA Kızılötesi Teleskopu ve Gemini Gözlemevi’nden yapılan gözlemler, Uranüs üzerindeki aşırı pusluluğun onu Neptün’den daha soluk hale getirdiğini ve karanlık noktaların daha derindeki ikinci bir bulut/pus katmanının kararmasından kaynaklandığını ortaya koyuyor.

Gökbilimciler artık benzer gezegenlerin Uranüs ve Neptün’ün neden farklı renkler olduğunu anlayabilirler. Araştırmacılar, Hubble Uzay Teleskobu, NASA Kızılötesi Teleskop Tesisi ve Gemini Kuzey teleskopundan elde edilen gözlemleri kullanarak, her iki gezegenin gözlemleriyle eşleşen tek bir atmosferik model geliştirdiler. Model, Uranüs üzerindeki aşırı pusun gezegenin durgun, durgun atmosferinde biriktiğini ve Neptün’den daha açık bir tonda görünmesini sağladığını ortaya koyuyor. Model ayrıca, 1989’da Voyager 2 tarafından gözlemlenen ünlü Büyük Karanlık Nokta (GDS) gibi, karartıldığında bu atmosferlerdeki karanlık noktaları açıklayabilen ikinci, daha derin bir katmanın varlığını da ortaya koyuyor.

Neptün ve Uranüs’ün pek çok ortak noktası vardır – benzer kütlelere, boyutlara ve atmosferik bileşimlere sahiptirler – ancak görünüşleri dikkate değer ölçüde farklıdır. Görünür dalga boylarında Neptün, Uranüs’ten belirgin şekilde daha mavi bir renge sahiptir ve astronomların artık bunun neden olabileceğine dair bir açıklaması var.

Yeni araştırmalar, her iki gezegende de bulunan yoğun bir pus tabakasının Uranüs’te Neptün’deki benzer bir tabakadan daha kalın olduğunu ve Uranüs’ün görünümünü Neptün’ünkinden daha fazla “beyazlattığını” gösteriyor. Neptün ve Uranüs’ün atmosferlerinde pus olmasaydı, her ikisi de neredeyse eşit derecede mavi görünürdü.

Bu sonuç, Oxford Üniversitesi’nde Gezegen Fiziği Profesörü Patrick Irwin tarafından yönetilen uluslararası bir ekibin, Neptün ve Uranüs’ün atmosferlerindeki aerosol katmanlarını tanımlamak için geliştirdiği bir modelden geliyor. Bu gezegenlerin üst atmosferlerine ilişkin önceki araştırmalar, atmosferin yalnızca belirli dalga boylarında görünümüne odaklanmıştı. Bununla birlikte, birden fazla atmosferik katmandan oluşan bu yeni model, her iki gezegenden gelen gözlemleri aynı anda geniş bir dalga boyu aralığında eşleştirir. Yeni model ayrıca, daha önce yalnızca metan ve hidrojen sülfür buzlarından oluşan bulutları içerdiği düşünülen daha derin katmanlardaki pus parçacıklarını da içeriyor.

Bu sonucu sunan bir makalenin baş yazarı olan Profesör Irwin, “Bu, ultraviyoleden yakın kızılötesi dalga boylarına kadar yansıyan güneş ışığının gözlemlerini aynı anda uygulayan ilk modeldir” diye açıklıyor. Jeofizik Araştırma Dergisi: Gezegenler. “Aynı zamanda Uranüs ve Neptün arasındaki görünür renk farkını açıklayan ilk kişi.”

Takımın modeli, farklı yüksekliklerde üç katman aerosolden oluşuyor. Renkleri etkileyen anahtar katman, Uranüs’te Neptün’den daha kalın olan bir pus parçacıkları katmanı (kağıtta Aerosol-2 katmanı olarak anılır) olan orta katmandır. Ekip, her iki gezegende de metan buzunun bu katmandaki parçacıklar üzerinde yoğunlaştığından ve parçacıkları bir metan karı yağmuru halinde atmosferin daha derinlerine çektiğinden şüpheleniyor. Neptün, Uranüs’ten daha aktif, çalkantılı bir atmosfere sahip olduğu için ekip, Neptün’ün atmosferinin metan parçacıklarını pus tabakasına yayma ve bu karı üretmede daha verimli olduğuna inanıyor. Bu, pusun çoğunu ortadan kaldırır ve Neptün’ün pus tabakasını Uranüs’te olduğundan daha ince tutar ve Neptün’ü Uranüs’ten daha mavi yapar.

Berkeley’deki California Üniversitesi’nde astronom ve bu sonucun arkasındaki ekibin bir üyesi olan Mike Wong, “Bu modeli geliştirmenin buz devi atmosferlerindeki bulutları ve pusları anlamamıza yardımcı olacağını umduk” diyor. “Uranüs ve Neptün arasındaki renk farkını açıklamak beklenmedik bir bonus oldu!”

Bu modeli oluşturmak için, Profesör Irwin’in ekibi, yakınlarda bulunan NASA Kızılötesi Teleskop Tesisi olan NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu ile alınan ultraviyole, görünür ve yakın kızılötesi dalga boylarını (0,3 ila 2,5 mikrometre) kapsayan gezegenlerin bir dizi gözlemini analiz etti. Hawaii’deki Maunakea zirvesi ve yine Hawaii’de bulunan Gemini Kuzey Teleskobu.

Model ayrıca Neptün’de ara sıra ve daha seyrek olarak Uranüs’te görülen karanlık noktaları açıklamaya da yardımcı oluyor. Gökbilimciler, her iki gezegenin atmosferlerinde karanlık noktaların varlığının zaten farkındayken, bu karanlık noktalara hangi aerosol katmanının neden olduğunu veya bu katmanlardaki aerosollerin neden daha az yansıtıcı olduğunu bilmiyorlardı. Ekibin araştırması, modellerinin en derin katmanındaki parçacıkların karartılmasının Neptün’de ve bazen de Uranüs’te görülenlere çok benzer karanlık noktalar üreteceğini göstererek bu sorulara ışık tutuyor.