eso2206is — Fréttatilkynning

Sjónauki ESO fylgist með óvæntum breytingum á hitastigi Neptúnusar

11. apríl 2022

Alþjóðlegt teymi stjörnufræðinga, sem notaði meðal annars Very Large Telescope (VLT) sjónauka European Southern Observatory, hafa um sautján ára skeið mælt hitastigið í andrúmslofti Neptúnusar. Mælingarnar sýndu óvænt hitastigið lækka á reikistjörnunni hnattrænt og mikla hlýnun í kjölfarið á suðurpólnum.

„Þessi breyting kom á óvart,“ sagði Michael Roman, vísindamaður við Leicester-háskóla í Bretlandi og aðalhöfundur greinar um rannsóknina sem birt var í dag í The Planetary Science Journal. „Þar sem við höfum verið að fylgjast með Neptúnusi þegar sumarið er í nýgengið í garð á suðurhvelinu áttum við von á því að hitastigið mundi hækka hægt og bítandi, ekki kólna.“

Neptúnus gengur í gegnum árstíðaskipti eins og Jörðin. Á Neptúnusi stendur hver árstíð þó yfir í um 40 ár því eitt Neptúnusarár jafngildir 165 jarðarárum. Frá 2005 hefur sumar verið á suðurhveli Neptúnusar og voru fylgdust stjörnufræðingar spennt með því hvernig hitastigið var að breytast í kjölfar sumarsólstaða á suðurhvelinu.

Stjörnufræðingarnir skoðuðu nærri 100 innrauðar hitamyndir af Neptúnusi sem teknar voru yfir 17 ára tímabil og notuðu þær til að skoða þróun hitastigsins í meiri smáatriðum en áður.

Gögnin sýna að þótt sumarið sé gengið í garð á suðurhvelinu hefur reikistjarnan kólnað smám saman á síðustu tveimur áratugum. Hnattrænt lækkaði meðalhiti Neptúnusar um 8°C milli 2003 og 2018.

Stjörnufræðingarnir sáu svo óvænt mikla hlýnun á suðurpóli Neptúnusar í tvö ár, milli 2018 og 2020, þegar hitastigið hækkaði um 11°C. Þótt „hlýjar“ heimskautahæðir Neptúnusar hafi þekkst um árabil hefur svo hröð hlýnun á pólnum aldrei áður sést.

„Gögnin okkar ná aðeins yfir hálfa árstíð á Neptúnusi, svo engin átti von á að sjá svo miklar og örar breytingar,“ sagði Glenn Orton, meðhöfundur greinarinnar og vísindamaður við Jet Propulsion Laboratory (JPL) hjá Caltech í Bandaríkjunum.

Gerðar voru mælingar á hitastigi Neptúnusar með hitamyndavélum sem nema innrautt ljós. Teymið notaði síðan allar hitamyndir sem teknar hafa verið af Neptúnusi undanfarna tvo áratugi til gagnavinnslunnar. Rannsakað var innrautt ljós sem kemur frá heiðhvolfi Neptúnusar. Það gerði stjörnufræðingunum kleift að draga upp mynd af hitastigi Neptúnusar og hitasveiflum yfir sumarið á suðurhvelinu.

Neptúnus er í um 4,5 milljarða km fjarlægð frá sólu og því afar kaldur. Meðalhitastigið er aðeins um -220°C og að mæla það frá Jörðinni er alls ekki auðvelt. „Það er aðeins hægt að gera þessar mælingar með mjög næmum innrauðum myndum frá stórum sjónaukum eins og VLT sem sjá Neptúnusar skýrt. Það hefur aðeins verið mögulegt síðustu tuttugu ár eða svo,“ sagði Leigh Fletcher, meðhöfundur greinarinnar og prófessor við Leicester-háskóla.

Um þriðjungur ljósmyndanna voru teknar með VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed (VISIR) mælitækinu á VLT sjónauka ESO í Atacamaeyðimörkinni í Chile. Sjónaukinn er bæði stór og einkar vel staðsettur hátt yfir sjávarmáli sem þýðir að myndirnar af Neptúnusi eru í mikilli upplausn og mjög skýrar. Teymið notaði líka gögn frá Spitzer-geimsjónauka NASA, Gemini South sjónaukanum í Chile og Subaru-sjónaukanum, Keck-sjónaukunum og Gemini North sjónaukanum á Hawaii.

Hitasveiflurnar á Neptúnusi komu mjög á óvart og kunna stjörnufræðingar engar skýringar á þeim enn sem komið er. Þær gætu verið vegna breytinga á efnasamsetningu í heiðhvolfi Neptúnusar, handahófskenndu veðurmynstri eða jafnvel vegna sólblettasveiflunnar. Gera þarf ítarlegri mælingar á næstkomandi árum til að skýra ástæður þessara breytinga. Sjónauki á borð við Extremely Large Telescope (ELT) gæti fylgst með hitasveiflum sem þessum af enn meiri nákvæmni í framtíðinni, á meðan James Webb geimsjónauki NASA/ESA/CSA gæti kortlagt efnauppbyggingu og hitastig í andrúmslofti Neptúnusar mun betur en áður.

„Ég held að okkur þyki Neptúnus í sjálfu sér mjög forvitnilegur því við vitum svo lítið um hann,“ sagði Roman. „Þetta bendir allt til að andrúmsloft Neptúnusar sé mun flóknara en talið var, sem og hvernig það breytist með tímanum.“

Frekari upplýsingar

Greinin „Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission“ birtist í dag í The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).

Í teyminu eru M. T. Roman and L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, UK), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, USA), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, USA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard University, Washington DC, USA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA), P. G. J. Irwin (University of Oxford Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, UK), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spain), J. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, USA), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan), T. Fujiyoshi (Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, HI, USA), I. de Pater (Department of Astronomy, University of California at Berkeley, CA, USA), og H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, USA).

European Southern Observatory (ESO) gerir vísindamönnum um allan heim kleift að afhjúpa leyndardóma alheimsins til hagsbóta fyrir alla. Við hönnum, smíðum og starfrækjum stjörnustöðvar í fremstu röð – sem stjörnufræðingar nota til að svara spennandi spurningum og auka áhuga á stjarnvísindum – og eflum alþjóðlega samvinnu í stjörnufræði. ESO var stofnuð árið 1962 og nýtur í dag stuðnings 16 aðildarríkja (Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands), auk gestaþjóðarinnar Chile og stuðningsþjóðarinnar Ástralíu. Höfuðstöðvar ESO og gestastofa og stjörnuverið ESO Supernova, er staðsett nálægt Munchen í Þýskalandi en sjónaukarnir eru allir í Atacameyðimörkinni í Chile, stórfenglegum stað þar sem aðstæður til rannsókna eru einstakar. ESO starfrækir þrjár stjörnustöðvar í heimsflokki í Chile: Á La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope víxlmælinn, fullkomnustu stjörnusjónauka heims, auk tveggja kortlaningarsjónauka, VISTA sem nemur innrautt ljós og VLT Survey Telescope sem nemur sýnilegt ljós. Á Paranal hýsir og starfrækir ESO einnig Cherenkov Telescope Array South, stærsta og næmasta gammageislasjónauka heims. ESO er stór þátttakandi í tveimur sjónaukum á Chajnantor, APEX og ALMA, sem nema millimetra- og hálfsmillimetrageislun utan úr geimnum. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, erum við að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope, sem verður „stærsta auga jarðar“. Í skrifstofum okkar í Santiago í Chile leggjum við grunninn að rannsóknum okkar og tökum þátt í að efla samstarfsaðila okkar og samfélagið í Chile.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Michael Roman
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Tölvupóstur: m.t.roman@leicester.ac.uk

Glenn Orton
Caltech’s Jet Propulsion Laboratory (JPL)
Pasadena, California, US
Tölvupóstur: glenn.s.orton@jpl.nasa.gov

Leigh Fletcher
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Sími: + 44 (0)116 252 3585
Tölvupóstur: leigh.fletcher@le.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 0
Tölvupóstur: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2206.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2206is
Nafn:Neptune
Tegund:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Very Large Telescope
Instruments:VISIR
Science data:2022PSJ.....3...78R

Myndir

Thermal images of Neptune taken between 2006 and 2020
Thermal images of Neptune taken between 2006 and 2020
texti aðeins á ensku
Thermal images of Neptune taken between 2006 and 2020 (different layout)
Thermal images of Neptune taken between 2006 and 2020 (different layout)
texti aðeins á ensku
Neptune from the VLT and Hubble
Neptune from the VLT and Hubble
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Evolution of thermal images from Neptune
Evolution of thermal images from Neptune
texti aðeins á ensku