Що з погодою на Нептуні та Урані?

Як і у Землі, планети Уран і Нептун мають пори року, які, ймовірно, визначають деякі особливості їхньої атмосфери. Але їх сезони набагато довші, ніж на Землі, і охоплюють десятиліття, а не місяці.

Про це розповідають в НАСА.

Свіжий погляд телескопа Хаббла на Нептун показує темний шторм, який спостерігається у верхній частині. З'явившись під час південного літа на планеті, ця особливість є четвертим і останнім таємничим темним вихором, захопленим Хабблом з 1993 року. Дві інші темні бурі були виявлені космічним апаратом Voyager 2 у 1989 році, коли він пролітав повз віддаленої планети. З тих пір тільки у Хаббла була потрібна чутливість у синьому світлі, щоб відстежувати ці невловимі риси, які з’являлися і швидко зникли. Дослідження під керівництвом Каліфорнійського університету, Берклі, студентом бакалавріату Ендрю Хсу показало, що темні плями з'являються кожні чотири-шість років на різних широтах і зникають приблизно через два роки.

Хаббл виявив останній шторм у вересні 2018 року в північній півкулі Нептуна. Розмір цієї особливості становив близько 10,9 тисяч кілометрів.

Праворуч від темної особливості є яскраво-білі «хмари-компаньйони». Хаббл раніше спостерігав подібні хмари, що супроводжували попередні вихори. Яскраві хмари утворюються, коли потік навколишнього повітря збурюється і відхиляється вгору над темним вихором, змушуючи гази замерзати в кристали метанового льоду. Ці хмари подібні до хмар, що виглядають як млинці, коли повітря переміщається над горами Землі (хоча у Нептуна відсутня тверда поверхня). Довга, тонка хмара ліворуч від темної плями є тимчасовою особливістю, яка не є частиною штормової системи.

Неясно, як формуються ці бурі. Але, подібно до Великої червоної плями на Юпітері, темні вихори закручуються в антициклонічному напрямку і, схоже, виривають матеріал з більш глибоких рівнів в атмосфері льодового гіганта.

Спостереження Хаббла показують, що ще в 2016 році збільшилося зростання хмарності в регіоні, що передувало появі вихору. Зображення вказує на те, що вихори, можливо, розвиваються глибше в атмосфері Нептуна, стаючи видимими тільки тоді, коли вершина бурі досягає більших висот.

Знімок Урана, подібно до зображення Нептуна, має домінуючу особливість: величезну яскраву штормову хмару-шапку через північний полюс.

Вчені вважають, що ця нова особливість є результатом унікального обертання Урана. На відміну від усіх інших планет Сонячної системи, Уран перекинути майже на бік. Завдяки цьому надзвичайному нахилу, влітку на планеті Сонце світить майже прямо на північний полюс і ніколи не заходить. Зараз Уран наближається до середини свого літнього сезону, і область з «полярною шапкою» стає все більш помітною. Цей полярний ковпак, можливо, сформувався сезонними змінами атмосферного потоку.

Біля краю полярної бурі є велика, компактна метанно-льодова хмара, яка іноді буває досить яскравою, щоб її сфотографували астрономи-аматори. Вузька смуга хмар оточує планету на північ від екватора. Це є загадкою: як подібні смуги обмежені такою вузькою шириною, адже Уран і Нептун мають дуже широкі вітрові потоки, що дують на захід?

Обидві планети класифікуються як планети-льодові гіганти. Вони не мають твердої поверхні, скоріше оболонку з  водню і гелію, що оточуює багату водою внутрішню частину, яка, можливо, обертається навколо скелястого ядра. Атмосферний метан поглинає червоне світло, але дозволяє синьо-зеленому світлу розсіюватися назад у космос, надаючи кожній планеті блакитний відтінок.

Нові зображення Нептуна та Урана – з програми довготривалого проекту OPAL, що керується з Центру космічних польотів НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. Цей проект щорічно фіксує глобальні карти зовнішнього середовища планет нашої зоряної системи, коли вони знаходяться найближче до Землі на своїх орбітах. Основними цілями OPAL є вивчення довгострокових сезонних змін, а також фіксація порівняно перехідних подій, таких як поява темної плями Нептуна. Ці темні бурі можуть бути настільки швидкоплинними, що в минулому деякі з них могли з'явитися і зникнути під час багаторічних прогалин у спостереженнях Хаббла за Нептуном. Програма OPAL гарантує, що астрономи не пропустять ще одну.

Ці зображення є частиною «фотоальбому» Хаббла із зображеннями Нептуна і Урана, за якими відстежують погодні умови з плином часу на цих далеких, холодних планетах. Так само, як метеорологи не можуть передбачити погоду на Землі, вивчаючи кілька знімків, так і астрономи не можуть відстежувати атмосферні тенденції на планетах Сонячної системи без регулярних повторних спостережень. Астрономи сподіваються, що довгостроковий моніторинг зовнішніх планет за допомогою телескопа Хаббла допоможе їм розгадати таємниці, які все ще існують в цих далеких світах.

Аналіз погоди на цих світах також допоможе вченим краще зрозуміти різноманітність і схожість атмосфер планет Сонячної системи, включаючи Землю.