Нептун и Уран на самом деле почти одинаковые по цвету

Нептун известен своим насыщенным синим цветом, тогда как Уран — зеленым, но новое исследование показало, что эти два ледяных гиганта на самом деле гораздо ближе по цвету между собой, чем принято считать.

Об этом рассказывают в Оксфордском университете, передают OstanniPodii.com.

На самом деле астрономам уже давно известно, что большинство современных изображений обеих планет неточно отражают их настоящие цвета. Ошибочное мнение возникло из-за того, что снимки Урана и Нептуна, сделанные в течение 20-го века -- в том числе миссией НАСА "Вояджер-2", единственным космическим аппаратом, который пролетел мимо этих миров -- зафиксировали изображения в отдельных цветах.

Позже одноцветные изображения были рекомбинированы для создания композитных цветных изображений, которые не всегда были точно сбалансированы для получения "настоящего" цветного изображения, и -- особенно в случае с Нептуном -- часто были "слишком синими". Кроме того, ранние изображения Нептуна, полученные "Вояджером-2", были сильно контрастны, чтобы лучше раскрыть облака, полосы и ветры, которые формируют наше современное представление о Нептуне.

"Хотя знакомые нам изображения Урана, полученные "Вояджером-2", были опубликованы в виде, приближенном к "настоящему" цвету, изображения Нептуна на самом деле были растянуты и усилены, а потому искусственно сделаны слишком синими", - рассказывает руководитель исследования, профессор Патрик Ирвин с физического факультета Оксфордского университета.

"Хотя об искусственном насыщении цвета было известно в то время среди планетологов -- и изображения были опубликованы с подписями, объясняющими это, -- со временем различение было утрачено. Применив нашу модель к оригинальным данным, мы смогли воссоздать точное представление о цветах Нептуна и Урана", - добавил профессор Ирвин.

В новом исследовании ученые использовали данные, полученные с помощью "Спектрографа-визуализатора космического телескопа" (STIS) на "Хаббле" и "Многоблочного спектроскопического исследователя" (MUSE) на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории. В обоих инструментах каждый пиксель -- это непрерывный спектр цветов. Это означает, что наблюдения STIS и MUSE однозначно могут быть обработаны для определения истинных видимых цветов Урана и Нептуна.

Исследователи использовали эти данные, чтобы перебалансировать композитные цветные изображения, записанные камерой "Вояджера-2", а также "Широкоугольной камерой 3" (WFC3) космического телескопа "Хаббл". Это показало, что Уран и Нептун на самом деле имеют довольно похожий оттенок зеленовато-голубого. Основное различие заключается в том, что Нептун имеет небольшой оттенок дополнительного синего, который, как показывает модель, связан с более тонким слоем тумана на этой планете.

Исследование также дает ответ на давнюю загадку, почему цвет Урана несколько меняется во время его 84-летнего вращения вокруг Солнца.

Авторы пришли к такому выводу, сначала сравнив изображения ледяного гиганта с измерениями его яркости, которые были зафиксированы Лоуэллской обсерваторией в Аризоне с 1950 по 2016 год в синем и зеленом диапазонах волн. Эти измерения показали, что Уран выглядит немного зеленее во время своих солнцестояний (то есть летом и зимой), когда один из полюсов планеты направлен к нашей звезде. Но во время равноденствий -- когда Солнце находится над экватором -- он имеет несколько более синий оттенок.

Отчасти это объясняется тем, что Уран имеет довольно необычное вращение. На своей орбите он фактически вращается почти на боку, а это означает, что во время солнцестояний либо северный, либо южный полюс планеты направлен почти прямо на Солнце и Землю. Это важно, поскольку любые изменения отражательной способности полярных областей оказывают большое влияние на общую яркость Урана, если смотреть на него с нашей планеты.

Что астрономам было менее понятно, так это то, как и почему эта отражательная способность отличается. Это побудило исследователей разработать модель, которая сравнивала спектры полярных областей Урана с его экваториальными регионами. Она обнаружила, что полярные регионы являются более отражающими в зеленом и красном диапазонах, чем в синем, отчасти потому, что метан, который поглощает красный свет, примерно вдвое менее распространен у полюсов, чем на экваторе.

Однако этого было недостаточно для полного объяснения изменения цвета, поэтому исследователи добавили в модель новую переменную в виде "капюшона" из постепенно сгущающейся ледяной дымки, которая ранее наблюдалась над летним освещенным солнцем полюсом, когда планета двигалась от равноденствия к солнцестоянию.

Астрономы считают, что добавленное образование, вероятно, состоит из частиц метанового льда. При симуляции в модели частицы льда еще больше увеличили отражение зеленых и красных волн на полюсах, предлагая объяснение того, почему Уран зеленее во время солнцестояния.

Профессор Ирвин сказал: "Это первое исследование, в котором количественная модель соотносится с данными изображений, чтобы объяснить, почему цвет Урана меняется во время его движения по орбите. Таким образом, мы продемонстрировали, что во время солнцестояния Уран зеленее из-за того, что в полярных регионах уменьшается содержание метана, а также увеличивается толщина ярких частиц метанового льда".

Доктор Хайди Хаммель из Ассоциации университетов по исследованию астрономии (AURA), которая десятилетиями изучала Нептун и Уран, но не участвовала в исследовании, отметила: "Неправильное восприятие цвета Нептуна, а также необычные изменения цвета Урана не давали нам покоя в течение десятилетий. Это комплексное исследование должно наконец положить конец обеим проблемам".

Исследование было опубликовано в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества" (MNRAS).

OstanniPodii.com