Не Нед Молтер, аспирант астрономии Калифорнийского университета в Беркли. Он намеревался показать, что некоторые яркие объекты можно изучать так же хорошо в сумерках, когда другие астрономы вертят руками, и быстро обнаружил новую особенность Нептуна: штормовую систему размером почти с Землю.«Видеть такую ??яркую бурю на такой низкой широте — это чрезвычайно удивительно», — сказал Молтер, который заметил штормовой комплекс недалеко от экватора Нептуна во время пробного сеанса сумеречных наблюдений на рассвете в обсерватории У. М. Кека на Маунакее, Гавайи. «Обычно здесь очень тихо, и мы видим только яркие облака в полосах средних широт, поэтому видеть такое огромное облако прямо на экваторе — это просто потрясающе».Эта массивная штормовая система, которая была обнаружена в регионе, где раньше никогда не видели ярких облаков, имеет длину около 9000 километров, или одну треть радиуса Нептуна, охватывая не менее 30 градусов как по широте, так и по долготе.
Молтер заметил, что в период с 26 июня по 2 июля он стал намного ярче.«Исторически очень яркие облака иногда наблюдались на Нептуне, но обычно на широтах ближе к полюсам, примерно от 15 до 60 градусов северной или южной широты», — сказала Имке де Патер, профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли и советник Молтера. «Никогда прежде облака не видели на экваторе или так близко к нему, и ни одно никогда не было таким ярким».Сначала де Патер подумал, что это тот же комплекс Северных облаков, который наблюдал космический телескоп Хаббл в 1994 году, после того как исчезло легендарное Большое темное пятно, полученное космическим аппаратом Вояджер-2 в 1989 году. Но де Патер говорит, что измерения в его местоположении не совпадают, что свидетельствует о том, что этот облачный комплекс отличается от того, который Хаббл впервые увидел более двух десятилетий назад.
По словам де Патера, огромная система темных вихрей под высоким давлением, закрепленная глубоко в атмосфере Нептуна, может быть причиной колоссального облачного покрова. Когда газы поднимаются в вихре, они остывают.
Когда его температура опускается ниже температуры конденсации конденсируемого газа, этот газ конденсируется и образует облака, как вода на Земле. Однако на Нептуне образуются метановые облака.Как и на любой другой планете, ветры в атмосфере Нептуна сильно зависят от широты, поэтому, если есть большая яркая облачная система, охватывающая многие широты, что-то должно удерживать ее вместе, например темный вихрь.
В противном случае облака разошлись бы.«Этот большой вихрь находится в области, где воздух в целом скорее спадает, чем поднимается», — сказал де Патер. «Более того, длительный вихрь прямо на экваторе трудно объяснить физически».
Если она не связана с вихрем, система может быть огромным конвективным облаком, подобным тем, которые иногда наблюдаются на других планетах, например, огромная буря на Сатурне, обнаруженная в 2010 году. Однако можно ожидать, что такое облако размазывается. значительно более чем за неделю.«Это показывает, что в динамике атмосферы Нептуна происходят чрезвычайно резкие изменения, и, возможно, это сезонное погодное явление, которое может происходить каждые несколько десятилетий или около того», — сказал де Патер.Ветреная планета
Нептун — самая ветреная планета в нашей солнечной системе, с самой быстрой наблюдаемой скоростью ветра на экваторе, достигающей яростной скорости 1000 миль в час. Чтобы представить это в перспективе, ураган категории 5 имеет скорость ветра 156 миль в час.
Нептун обращается вокруг Солнца каждые 160 лет, а один сезон составляет около 40 лет.Открытие таинственного экваториального облачного комплекса Нептуна стало возможным благодаря новой программе Keck Visiting Scholars Program, запущенной этим летом, которая дает аспирантам и исследователям с докторской степенью опыт работы на телескопе, а также вносит свой вклад в обсерваторию Кека и ее научное сообщество.«Этот результат Имке и ее первокурсника Неда является прекрасным примером того, чего мы пытаемся достичь с помощью программы приглашенных ученых Кека», — сказала Энн Кинни, главный научный сотрудник обсерватории Кека. «Нед — наш первый приглашенный ученый, и его невероятная работа является свидетельством ценности этой программы. Это просто невероятный успех».
Молтер — один из восьми стипендиатов, принятых в программу в этом году. Его задачей во время шестинедельного пребывания в обсерватории было разработать более эффективный метод наблюдений в сумерках, используя время, которое иначе не могло бы быть использовано. Большинство наблюдателей в сообществе обсерватории Кека вглядываются в ночное небо и не могут наблюдать за своими целями в сумерках.«Нед никогда раньше не наблюдал, и он очень сообразительный, поэтому, когда Энн рассказала мне о программе, я знал, что он будет идеальным учеником для нее», — сказал де Патер. «Теперь, когда мы обнаружили этот интересный облачный комплекс в Нептуне, Нед начал работу над хорошей статьей для своей докторской диссертации».
«Мне нравилось находиться в Кеке. Все были очень дружелюбны, и у меня было много личного общения с астрономами и ассистентами-наблюдателями», — сказал Молтер. "Возможность заглянуть за кулисы, чтобы увидеть, как они управляют телескопами и инструментами каждый день, получить 10 ночей наблюдений и инженерного времени на телескопах и дважды подняться на вершину, чтобы увидеть невероятную технику, стоящую за этой гигантской машиной, повернула меня из студента в настоящего наблюдателя. Это была невероятная возможность ».
Программу приглашенных ученых Кека спонсируют Рой и Фрэнсис Симперман при значительном вкладе Фонда М.Р. и Эвелин Хадсон, W.M. Фонд Кека, Edge of Space, Inc., Томас Макинтайр, Джефф и Ребекка Стил.Молтер и Де Патер продолжат анализировать свои данные и предложат увеличить количество наблюдений в сумерках в обсерватории Кека этой осенью, чтобы они могли больше узнать о природе этого шторма и составить представление о том, что он будет делать с течением времени.
Лучшее понимание атмосферы Нептуна поможет астрономам получить более четкое представление о глобальной циркуляции этого ледяного гиганта. Это становится все более важным в мире экзопланет, поскольку большинство обнаруженных на данный момент экзопланет почти размером с Нептун.
Хотя ученые могут рассчитать их размер и массу, в настоящее время об атмосфере экзопланет известно немного.