eso2206nb — Pressemelding

ESO-teleskop observerer overraskende temperaturendringer på Neptun

11. april 2022

Et internasjonalt team av astronomer har brukt bakketeleskoper, inkludert European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT), for å spore temperaturen i Neptuns atmosfære over en 17-års periode. De fant et overraskende fall i Neptuns globale temperatur etterfulgt av en dramatisk oppvarming av den sørlige polen.

«Denne endringen var uventet», sier Michael Roman, en postdoktor ved University of Leicester i Storbritannia, og hovedforfatter av studien publisert i dag i The Planetary Science Journal. «Siden vi har observert Neptun i løpet av sin tidlige sørlige sommer, forventet vi at temperaturene sakte ville bli varmere, ikke kaldere.»

I likhet med Jorda opplever Neptun årstider mens den går i bane rundt Sola. Imidlertid varer en årstid på Neptun i rundt 40 år, mens ett Neptun-år varer i 165 jordår. Det har vært sommer på Neptuns sørlige halvkule siden 2005, og astronomene var ivrige etter å se hvordan temperaturene endret seg etter det sørlige sommersolvervet.

Astronomer så på nesten 100 termiske infrarøde bilder av Neptun, tatt over en 17-års periode, for å studere generelle trender i planetens temperatur i større detalj enn noen gang før.

Disse dataene viste, til tross for begynnelsen av den sørlige sommeren, at mesteparten av planeten hadde blitt gradvis kaldere i løpet av de to siste tiårene. Den globale gjennomsnittstemperaturen til Neptun falt med 8 °C mellom 2003 og 2018.

Astronomene ble deretter overrasket over å oppdage en dramatisk oppvarming av Neptuns sydpol i løpet av de to siste årene av observasjonsdataene deres, da temperaturene raskt steg 11 °C mellom 2018 og 2020. Selv om Neptuns varme polarvirvel har vært kjent i mange år, er slik rask poloppvarming aldri tidligere blitt observert på planeten.

«Dataene våre dekker mindre enn halvparten av en Neptun-årstid, så ingen forventet å se store og raske endringer», sier medforfatter Glenn Orton, seniorforsker ved Caltechs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i USA.

Astronomene målte Neptuns temperatur ved å bruke termiske kameraer som fungerer ved å måle det infrarøde lyset som sendes ut. For sin analyse kombinerte teamet alle bilder av Neptun som er blitt samlet over de to siste tiårene med bakkebaserte teleskoper. De undersøkte infrarødt lys sendt ut fra et lag av Neptuns atmosfære kalt stratosfæren. Dette gjorde det mulig for teamet å bygge opp et bilde av Neptuns temperatur og temperaturvariasjoner i løpet av en del av den sørlige sommeren.

Fordi Neptun er omtrent 4,5 milliarder kilometer unna og er veldig kald, er planetens gjennomsnittstemperatur rundt –220 °C, og det er derfor ingen enkel oppgave å måle temperaturen fra Jorda. «Denne typen studier er bare mulig med sensitive infrarøde bilder fra store teleskoper som VLT som kan observere Neptun tydelig, og disse har bare vært tilgjengelig de siste 20 årene», sier medforfatter Leigh Fletcher, professor ved Universitetet i Leicester.

Rundt en tredjedel av alle bildene som ble tatt kom fra instrumentet VLT Imager and Spectrometer for mid-infrared (VISIR) på ESOs VLT i Atacamaørkenen i Chile. På grunn av teleskopets speilstørrelse og høydeplassering, har det en veldig høy oppløsning og datakvalitet, og gir de klareste bildene av Neptun. Teamet brukte også data fra NASAs Spitzer-romteleskop og bilder tatt med Gemini South-teleskopet i Chile, så vel som med Subaru-teleskopet, Keck-teleskopet og Gemini North-teleskopet, alle på Hawaii.

Fordi Neptuns temperaturvariasjoner var så uventede, vet ikke astronomene ennå hva som kan ha forårsaket dem. De kan skyldes endringer i Neptuns stratosfæriske kjemi, eller tilfeldige værmønstre, eller til og med solsyklusen. Flere observasjoner vil være nødvendig i løpet av de kommende årene for å utforske årsakene til disse svingningene. Fremtidige bakkebaserte teleskoper som ESOs Extremely Large Telescope (ELT) kan observere temperaturendringer som disse i større detalj, mens NASA/ESA/CSAs James Webb Space Telescope vil gi enestående nye kartlegginger av kjemien og temperaturen i Neptuns atmosfære.

«Jeg tenker at Neptun i seg selv er veldig spennende for mange av oss fordi vi fortsatt vet så lite om den», sier Roman. «Dette peker i retning av et mer komplisert bilde av Neptuns atmosfære og hvordan den endrer seg med tiden.»

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission» i tidsskriftet The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).

Teamet består av M. T. Roman og L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Storbritannia), 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, Storbritannia), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spania), 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) gjør det mulig for forskere over hele verden å oppdage universets hemmeligheter – til fordel for alle. Vi designer, bygger og drifter bakkeobservatorier i verdensklasse. Disse bruker astronomer til å takle spennende vitenskapelige spørsmål og spre fascinasjonen for astronomi, og fremme internasjonalt samarbeid innen astronomi. ESO ble etablert som en mellomstatlig organisasjon i 1962, og støttes i dag av 16 medlemsland (Østerrike, Belgia, Tsjekkia, Danmark, Frankrike, Finland, Tyskland, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Sverige, Sveits og Storbritannia), sammen med vertsstaten Chile og med Australia som strategisk partner. ESOs hovedkvarter og dets besøkssenter og planetarium, ESO Supernova, ligger nær München i Tyskland, mens den chilenske Atacama-ørkenen, et fantastisk sted med unike forhold for å observere himmelen, er vert for teleskopene våre. ESO driver tre observasjonssteder: La Silla, Paranal og Chajnantor. Hos Paranal driver ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope Interferometer, samt to kartleggingsteleskoper: VISTA som observerer i infrarødt lys og VLT Survey Telescope for synlig lys. På Paranal vil ESO også være vertskap for og drifte Cherenkov Telescope Array South, verdens største og mest følsomme gammastrålingsobservatorium. Sammen med internasjonale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantor, to anlegg som observerer himmelen i millimeter- og submillimeterområdet. På Cerro Armazones, nær Paranal, bygger vi «verdens største øye mot himmelen» – ESOs Extremely Large Telescope. Fra våre kontorer i Santiago i Chile støtter vi våre operasjoner i landet og samarbeider med chilenske partnere og det chilenske samfunnet.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

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

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

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 0
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2206 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2206nb
Navn:Neptune
Type:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Very Large Telescope
Instruments:VISIR
Science data:2022PSJ.....3...78R

Bilder

Termiske bilder av Neptun tatt mellom 2006 og 2020
Termiske bilder av Neptun tatt mellom 2006 og 2020
Termiske bilder av Neptun tatt mellom 2006 og 2020 (annen layout)
Termiske bilder av Neptun tatt mellom 2006 og 2020 (annen layout)
Neptun fra VLT og Hubble
Neptun fra VLT og Hubble

Videoer

Utvikling av termiske bilder fra Neptun
Utvikling av termiske bilder fra Neptun