Neptün’ün görünümünde 2019’un sonlarında çarpıcı bir değişiklik gözlemlendi ve bu değişiklik Haziran 2023’e kadar devam etti. NIRC2 ve Keck II Teleskopu üzerindeki uyarlanabilir optik sistemle elde edilen 1,63 µm’de (mikron) elde edilen bu görüntülerin derlemesiyle gösterildiği gibi, Neptün’ün çok sayıda bulut özelliği vardı 2002’den 2019’un sonlarına kadar enlem şeritlerinde organize edildi. Daha sonra, güney kutbu yakınları dışında bulutlar neredeyse yok gibiydi. Görüntüler, günlük ölçekli bir ekran gibi, özellikler arasındaki kontrastı azaltan bir Asinh işlevi kullanılarak görüntülenir; doğrusal bir ölçekte görüntülenirse, yalnızca en parlak özellikler görünür olacaktır. Kredi: Imke de Pater, Erandi Chavez, Erin Redwing (UC Berkeley)/WM Keck Gözlemevi
Yaklaşık otuz yıldır yapılan gözlemlerde ilk kez, Neptün’de görülen bulutların neredeyse tamamı yok oldu. WM Keck Gözlemevi’nin merceğiyle Hawaiʻi Adası’ndaki Maunakea’dan yakalanan büyük mavi gezegenin 1994’ten 2022’ye kadar olan görüntüleri ve NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu aracılığıyla uzaydan alınan görüntüler, güney kutbu hariç bulutların neredeyse yok olduğunu gösteriyor.
Dergide yayınlanan gözlemler İkarusNeptün’ün kaybolan bulutları ile güneş döngüsü arasındaki bağlantıyı daha da ortaya koyuyor – Neptün’ün güneşten en uzak büyük gezegen olduğu ve Dünya’ya aldığımız güneş ışığının yalnızca 1/900’ünü aldığı düşünüldüğünde şaşırtıcı bir bulgu.
California Üniversitesi’nden (UC) Berkeley liderliğindeki bir astronom ekibi, buzlu devin orta enlemlerinde normalde görülen bulut bolluğunun 2019’da solmaya başladığını keşfetti.
UC Berkeley’de emekli astronomi profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Imke de Pater, “Neptün’deki bulutların ne kadar çabuk kaybolduğuna şaşırdım” dedi. “Aslında birkaç ay içinde bulut etkinliğinin düştüğünü gördük.”
Harvard Üniversitesi Astrofizik Merkezi’nde yüksek lisans öğrencisi olan ve astronomi lisans öğrencisiyken çalışmayı yöneten Erandi Chavez, “Dört yıl sonra bile, geçtiğimiz Haziran ayında çektiğimiz görüntüler bulutların eski seviyelerine dönmediğini gösterdi” dedi. UC Berkeley’de. “Bu son derece heyecan verici ve beklenmedik, özellikle de Neptün’ün önceki düşük bulut etkinliği dönemi o kadar dramatik ve uzun olmadığı için.”
Chavez ve ekibi, Neptün’ün görünümünün gelişimini izlemek için, Keck Gözlemevi’nin uyarlanabilir optik sistemi (2002’den beri) ile eşleştirilmiş ikinci nesil Yakın Kızılötesi Kamerasını (NIRC2) kullanarak 1994’ten 2022’ye kadar çekilen görüntüleri ve ayrıca Lick Gözlemevi’nden ( 2018-2019) ve Hubble Uzay Teleskobu (1994’ten beri).
Son yıllarda Keck Gözlemevi gözlemleri, Keck Gözlemevi’nin Alacakaranlık Gözlem Programı kapsamında alınan görüntüler ve Dış Gezegen Atmosferleri Mirası (OPAL) programı kapsamında alınan Hubble Uzay Teleskobu görüntüleri ile tamamlanmaktadır.
Veriler, Neptün’ün bulut örtüsündeki değişiklikler ile güneş döngüsü arasındaki ilgi çekici bir modeli ortaya çıkardı; bu, güneşin manyetik alanının her 11 yılda bir ters dönerek güneş radyasyonu seviyelerinin dalgalanmasına neden olduğu dönemdir. Güneş daha yoğun ultraviyole (UV) ışık, özellikle de güçlü hidrojen Lyman-alfa emisyonu yaydığında, yaklaşık iki yıl sonra Neptün’de daha fazla bulut belirir. Ekip ayrıca bulutların sayısı ile buz devinin ondan yansıyan güneş ışığından gelen parlaklığı arasında pozitif bir ilişki buldu.
De Pater, “Bu dikkate değer veriler bize, Neptün’ün bulut örtüsünün güneşin döngüsüyle ilişkili olduğuna dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtı veriyor” dedi. “Bulgularımız, güneşin UV ışınlarının, yeterince güçlü olduğunda, Neptün’ün bulutlarını üreten bir fotokimyasal reaksiyonu tetikleyebileceği teorisini destekliyor.”
Hubble Uzay Teleskobu görüntülerinin bu dizisi, Neptün’deki bulut örtüsü miktarının artmasını ve azalmasını anlatıyor. Yaklaşık 30 yıl süren bu gözlem dizisi, güneş döngüsündeki bir zirvenin ardından bulut sayısının giderek arttığını gösteriyor – burada Güneş’in etkinlik seviyesi 11 yıllık bir süre içinde ritmik olarak yükselip düşüyor. Güneş’in ultraviyole radyasyon seviyesi dikey eksende çizilmiştir. 11 yıllık döngü, 1994’ten 2022’ye kadar alt kısımda çizilmiştir. Üst kısımdaki Hubble gözlemleri, bulut bolluğu ile güneş etkinliğinin zirvesi arasında bir korelasyonu açıkça göstermektedir. Kimyasal değişikliklere, Neptün’ün üst atmosferinde yükseklerde meydana gelen ve bulutları oluşturması zaman alan fotokimya neden olur. Kredi: NASA, ESA, LASP, Erandi Chavez (UC Berkeley), Imke de Pater (UC Berkeley)
Güneş döngüsü ile Neptün’ün bulutlu hava modeli arasındaki bağlantı, 29 yıllık Neptün gözlemleri boyunca kaydedilen 2,5 döngü bulut faaliyetinden türetilmiştir. Bu süre zarfında, gezegenin yansıtıcılığı 2002’de arttı (maksimum parlaklık), ardından 2007’de azaldı (minimum parlaklık), 2015’te tekrar parlak hale geldi ve ardından 2020’de şimdiye kadar gözlemlenen en düşük seviyeye, yani bulutların çoğunun gittiği zamana kadar karardı. .
Neptün’ün parlaklığında güneşin neden olduğu değişiklikler, gezegendeki bulutların gelişi ve gidişiyle nispeten senkronize olarak yükselip alçalıyor gibi görünüyor.
Bununla birlikte, diğer faktörlerin karmaşıklığı göz önüne alındığında, bu korelasyonu ortaya çıkarmak için daha fazla çalışma gereklidir; örneğin, UV güneş ışığındaki bir artış daha fazla bulut ve pus oluşturabilirken, aynı zamanda onları karartarak Neptün’ün genel parlaklığını azaltabilir. Neptün’de derin atmosferden yükselen fırtınalar bulut örtüsünü etkiler, ancak fotokimyasal olarak üretilen bulutlarla ilgili değildir ve bu nedenle güneş döngüsü ile korelasyon çalışmalarını karmaşıklaştırabilir. Mevcut bulutların yokluğunun ne kadar süreceğini görmek için Neptün’ün devam eden gözlemlerine de ihtiyaç var.
Bu keşif, güneş sistemimizin herhangi bir yerinde kaydedilen en yüksek rüzgar hızları olan süpersonik rüzgarlar tarafından savrulan metan bulutlarını içeren mavi renkli dünyanın çılgınca aktif ve kaotik atmosferine ilişkin heyecan verici gözlemlere katkıda bulunuyor. En erken ve en çarpıcı görüntülerden biri, NASA’nın Voyager 2 uzay aracı tarafından 1989’da Neptün’ün yanından geçerken çekilmiş ve “Büyük Karanlık Nokta” adlı devasa bir fırtına sistemini ortaya çıkarmıştır. Özellikle 2017’de büyük bir ekvator fırtınası ve 2018’de kuzey enlemlerinde büyük bir karanlık nokta olmak üzere diğer fırtınalar ve karanlık noktalar görüldü.
Keck Gözlemevi’nden astronom ve çalışmanın ortak yazarı Carlos Alvarez, “Bizden 2,5 milyar milden daha uzaktaki bir dünyanın iklimini incelemek için Dünya’daki teleskopları kullanabilmek büyüleyici” dedi. “Teknolojideki gelişmeler ve Alacakaranlık Gözlem Programımız, buz devinin iklimi ile güneş döngüsü arasındaki ilişkiyi anlamanın anahtarı olan Neptün’ün atmosferik modellerini sınırlandırmamızı sağladı.”
Araştırma ekibi, Neptune’ün bulut etkinliğini izlemeye devam ediyor. Haziran 2023’te çekilen son görüntüler, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) yakın ve orta kızılötesi görüntüleri yakaladığı sırada elde edildi.
De Pater, “En son görüntülerde, özellikle kuzey enlemlerinde ve yüksek rakımlarda, son 2 yılda güneş UV akışında gözlemlenen artıştan beklendiği gibi daha fazla bulut gördük” dedi.
JWST ve Keck Gözlemevi’nden gelen birleştirilmiş veriler, Neptün’ün dinamik görünümüne yol açan fizik ve kimyaya ilişkin daha fazla araştırma yapılmasını sağlayacak ve bu da astronomların yalnızca Neptün’ü değil, ötegezegenleri de anlamalarını derinleştirmeye yardımcı olabilir.
Daha fazla bilgi:
Erandi Chavez ve diğerleri, 1994’ten 2022’ye kadar yakın kızılötesi dalga boylarında Neptün’ün Evrimi, İkarus (2023). DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115667
Alıntı: Neptün’deki bulutlar, 18 Ağustos 2023 tarihinde https://phys.org/news/2023-08-clouds-neptune.html adresinden alınan sürpriz bir ortadan kaybolma eylemi gerçekleştiriyor (2023, 17 Ağustos).
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.