Z Neptunem dzieje się coś bardzo dziwnego. Na przestrzeni kilku ostatnich lat blade chmury, które zdobyły niebieską atmosferę planety, niemalże zniknęły. Co więcej, zdjęcia wykonane w 1994 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a pokazały, że miało to miejsce nie po raz pierwszy. Zjawisko zdaje się być powiązane z 11-letnim cyklem aktywności słonecznej.
Pochmurna tajemnica
Neptun znajduje się jakieś 4,5 miliarda kilometrów z dala od Słońca, czyli jakieś 30 razy dalej niż Ziemia. W związku z tym omawiane odkrycie mocno zaskoczyło i zaintrygowało astronomów.
Warto ponadto wspomnieć, że ostatni przypadek zjawiska miał szczególnie błyskawiczny przebieg. Białe chmury zaczęły znikać z atmosfery Neptuna w 2019 roku. Do 2020 roku gazowy gigant był ich w niemal 100% pozbawiony.
„Zdjęcia, które zrobiliśmy w czerwcu bieżącego roku, pokazały, że nawet cztery lata później chmury nie powróciły do swojego poprzedniego stanu.”, powiedziała astronom Erandi Chavez z Uniwersytetu Harvarda, która przewodziła badaniom nad chmurami Neptuna, jeszcze gdy pracowała dla Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
„To niezwykle ekscytujące i niespodziewane, zwłaszcza że ostatni okres niskiego zagęszczenia [białych] chmur w atmosferze Neptuna nie by tak dramatyczny i długi.”
Neptun traci chmury za sprawą Słońca?
Neptun jest najbardziej odległą z głównych planet Układu Słonecznego. Dlatego nie zbadano go tak dobrze jak inne sąsiadki Ziemi, nawet takie jak Saturn i Jowisz. Informacje, które posiadamy na jego temat, sugerują natomiast, że jego atmosfera jest skomplikowana i dynamiczna. Zachodzą w niej procesy, których nie do końca rozumiemy.
Oczywiście trudno jest badać planety z daleka, ale dotychczasowe obserwacje Neptuna pozwoliły na identyfikację jego długoterminowych trendów atmosferycznych. Chavez i jej współpracownicy oparli swoje badania na danych zbieranych od 1994 roku przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a, od 2002 roku przez Teleskopy Kecka i w 2018 oraz 2019 roku przez Obserwatorium Licka. Te zestawy danych ujawniły, że zagęszczenie zachmurzenia na Neptunie zmienia się mniej więcej na przestrzeni 11-letnich cykli. Te wydają się być zsynchronizowane z aktywnością słoneczną.
Co około 11 lat Słońce rozpoczyna kolejny cykl, a jego początek wyznacza ta zwane minimum aktywności słonecznej. Podczas pierwszych 4, 5 lat ma miejsce wzrost aktywności Słońca, objawiający się większą liczbą plam i rozbłysków, a podczas kolejnych 6, 7 lat, po maksimum aktywności słonecznej, następuje spadek aktywności Słońca.
Klucz do zagadki, czyli promieniowanie UV
Zbliżając się do maksimum aktywności, Słońce emituje rosnące ilości promieniowania ultrafioletowego, które docierają do przeróżnych zakątków Układu Słonecznego. Jak ujawniła zakrojona na szeroką skalę analiza, białe chmury pojawiają się w atmosferze Neptuna dwa lata po tym, jak Słońce zaczyna emitować większe ilości promieniowania UV. Istnieje również korelacja między zachmurzeniem Neptuna a jego albedo – ilością odbijanego przez niego światła słonecznego.
Analiza naukowców, obejmująca ponad 2 cykle słoneczne, pokazała, że zachmurzenie i albedo Neptuna osiągnęły szczyt w 2002 roku. Po tym czasie najsłabsze były w 2007 roku. Ponowny szczyt nastąpił w 2015 roku. Dla porównania, w ostatnich przypadkach maksimum aktywności słonecznej miało miejsce w 2001 i w 2015 roku.
Innymi słowy, zwiększona ilość promieniowania UV docierająca do Neptuna w jakiś sposób sprawia, że w jego atmosferze pojawia się więcej chmur. Gdy Słońce emituje mniej tego promieniowania, dzieje się coś odwrotnego – Neptun traci chmury.
„Te niezwykłe dane dają nam najsilniejszy jak dotąd dowód na to, że wygląd zachmurzenia Neptuna jest powiązany z cyklem Słońca.”, powiedziała astronom Imke de Pater z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
„Nasze odkrycia potwierdzają teorię, ze promienie UV Słońca, gdy są wystarczająco silne, mogą wyzwalać reakcję fotochemiczną, w wyniku której powstają chmury Neptuna.”
Badacze jeszcze nie wiedzą, jakie procesy sprawiają, że zwiększona promieniowania UV prowadzi do zagęszczenia zachmurzenia Neptuna. W najbliższych latach postarają się to wyjaśnić z użyciem dostępnych danych. Rzecz jasna najlepiej byłoby jednak wysłać na orbitę Neptuna sondę kosmiczną.
Źródło: NASA, fot. tyt. NASA