Нептун та Уран насправді майже однакові за кольором

Нептун відомий своїм насиченим синім кольором, тоді як Уран — зеленим, але нове дослідження показало, що ці два крижані гіганти насправді набагато ближчі за кольором між собою, ніж заведено вважати.

Про це розповідають в Оксфордському університеті, передають OstanniPodii.com.

Насправді астрономам вже давно відомо, що більшість сучасних зображень обох планет неточно відображають їхні справжні кольори. Хибна думка виникла через те, що знімки Урана та Нептуна, зроблені протягом 20-го століття -- у тому числі місією НАСА "Вояджер-2", єдиним космічним апаратом, який пролетів повз ці світи -- зафіксували зображення в окремих кольорах.

Пізніше одноколірні зображення були рекомбіновані для створення композитних кольорових зображень, які не завжди були точно збалансовані для отримання "справжнього" кольорового зображення, і -- особливо у випадку з Нептуном -- часто були "занадто синіми". Крім того, ранні зображення Нептуна, отримані "Вояджером-2", були сильно контрастні, щоб краще розкрити хмари, смуги й вітри, які формують наше сучасне уявлення про Нептун.

"Хоча знайомі нам зображення Урана, отримані "Вояджером-2", були опубліковані у вигляді, наближеному до "справжнього" кольору, зображення Нептуна насправді були розтягнуті та посилені, а тому штучно зроблені занадто синіми", - розповідає керівник дослідження, професор Патрік Ірвін з фізичного факультету Оксфордського університету.

"Хоча про штучне насичення кольору було відомо у той час серед планетологів -- і зображення були опубліковані з підписами, що пояснювали це, -- з часом розрізнення було втрачене. Застосувавши нашу модель до оригінальних даних, ми змогли відтворити найточніше уявлення про кольори Нептуна та Урана", - додав професор Ірвін.

У новому дослідженні вчені використовували дані, отримані за допомогою "Спектрографа-візуалізатора космічного телескопа" (STIS) на "Габблі" та "Багатоблокового спектроскопічного дослідника" (MUSE) на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії. В обох інструментах кожен піксель -- це безперервний спектр кольорів. Це означає, що спостереження STIS і MUSE однозначно можуть бути оброблені для визначення справжніх видимих кольорів Урана та Нептуна.

Дослідники використали ці дані, щоб перебалансувати композитні кольорові зображення, записані камерою "Вояджера-2", а також "Ширококутною камерою 3" (WFC3) космічного телескопа "Габбл". Це показало, що Уран і Нептун насправді мають досить схожий відтінок зеленувато-блакитного. Основна відмінність полягає в тому, що Нептун має невеликий відтінок додаткового синього, який, як показує модель, пов′язаний з більш тонким шаром туману на цій планеті.

Дослідження також дає відповідь на давню загадку, чому колір Урана дещо змінюється під час його 84-річного обертання навколо Сонця.

Автори прийшли до такого висновку, спочатку порівнявши зображення крижаного гіганта з вимірами його яскравості, які були зафіксовані Лоуеллською обсерваторією в Аризоні з 1950 по 2016 рік у синьому та зеленому діапазонах хвиль. Ці вимірювання показали, що Уран виглядає трохи зеленішим під час своїх сонцестоянь (тобто влітку та взимку), коли один з полюсів планети спрямований до нашої зорі. Але під час рівнодення -- коли Сонце знаходиться над екватором -- він має дещо синіший відтінок.

Частково це пояснюється тим, що Уран має досить незвичайне обертання. На своїй орбіті він фактично обертається майже на боці, а це означає, що під час сонцестоянь або північний, або південний полюс планети спрямований майже прямо на Сонце та Землю. Це важливо, оскільки будь-які зміни відбивної здатності полярних областей мають великий вплив на загальну яскравість Урана, якщо дивитися на нього з нашої планети.

Що астрономам було менш зрозуміло, так це те, як і чому ця відбивна здатність відрізняється. Це спонукало дослідників розробити модель, яка порівнювала спектри полярних областей Урана з його екваторіальними регіонами. Вона виявила, що полярні регіони є більш відбивними в зеленому та червоному діапазонах, ніж у синьому, частково тому, що метан, який поглинає червоне світло, приблизно вдвічі менш поширений біля полюсів, ніж на екваторі.

Однак цього було недостатньо для повного пояснення зміни кольору, тому дослідники додали до моделі нову змінну у вигляді "капюшона" з крижаного серпанку, що поступово згущується, який раніше спостерігався над літнім освітленим сонцем полюсом, коли планета рухалася від рівнодення до сонцестояння.

Астрономи вважають, що додане утворення, ймовірно, складається з частинок метанового льоду. При симуляції в моделі частинки льоду ще більше збільшили відбиття зелених і червоних хвиль на полюсах, пропонуючи пояснення того, чому Уран зеленіший під час сонцестояння.

Професор Ірвін сказав: "Це перше дослідження, в якому кількісна модель співвідноситься з даними зображень, щоб пояснити, чому колір Урана змінюється під час його руху по орбіті. Таким чином, ми продемонстрували, що під час сонцестояння Уран зеленіший через те, що у полярних регіонах зменшується вміст метану, а також збільшується товщина яскравих частинок метанового льоду".

Доктор Хайді Хаммель з Асоціації університетів з дослідження астрономії (AURA), яка десятиліттями вивчала Нептун та Уран, але не брала участі в дослідженні, зазначила: "Неправильне сприйняття кольору Нептуна, а також незвичні зміни кольору Урана не давали нам спокою протягом десятиліть. Це комплексне дослідження має нарешті покласти край обом проблемам".

Дослідження опубліковано в журналі "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства" (MNRAS).

OstanniPodii.com