Знаменитое Большое Тёмное Пятно, сфотографированное аппаратом Вояджер-2 в 1989-м.
С тех пор как в 1989 г. мимо Нептуна пролетел аппарат «Вояджер-2», учёные строили догадки о природе появляющихся в атмосфере далёкой планеты гигантских тёмных пятен.
Теперь мы впервые наблюдаем одно из них с помощью земных приборов с беспрецедентным разрешением, что помогает учёным понять, почему эти пятна кажутся такими тёмными и почему они так отличаются от пятен на других планетах.
«С момента первого обнаружения тёмного пятна я всегда задавался вопросом, что представляют собой эти недолговечные и неуловимые тёмные объекты», — говорит астроном Патрик Ирвин из Оксфордского университета (Великобритания).
«Я в полном восторге от того, что мне удалось не только впервые обнаружить тёмное пятно с Земли, но и впервые записать его отражённый спектр». Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Тёмные вихри Нептуна — это антициклонические штормы, подобные Большому красному пятну на Юпитере, но они отличаются от него несколькими ключевыми и загадочными моментами. Во-первых, они сравнительно недолговечны: появляются и исчезают раз в несколько лет.
Как выглядит Нептун в прибор MUSE Очень Большого Телескопа
Кроме того, считается, что в их центрах облаков относительно мало, по сравнению со штормовыми вихрями на Сатурне и Юпитере. Те облака, которые мы можем обнаружить, представляют собой пушистые белые облака, появляющиеся по краям, вероятно, в результате замерзания газов в кристаллы метанового льда при подъёме их с меньших высот.
Однако узнать что-либо большее оказалось непросто из-за удалённости Нептуна и недолговечности вихрей. С 1994 года единственным прибором, способным наблюдать и отслеживать их, был космический телескоп «Хаббл», но это ограничивало диапазон длин волн, в которых можно наблюдать планету.
Однако когда в 2018 году появился крупный штормовой вихрь, Ирвин и его команда приступили к работе с другим прибором — спектроскопом MUSE Очень большого телескопа. MUSE смог обнаружить солнечный свет, отражающийся от Нептуна, и разделить его на составляющие длины волн, чтобы воссоздать трёхмерный спектр планеты.
Различные длины волн связаны с разной высотой в атмосфере Нептуна, поэтому исследователи смогли определить высоту тёмного пятна. И обнаружили нечто удивительное: оказалось, что это вовсе не «дыра» в атмосфере Нептуна.
Скорее всего, более глубокий цвет — это результат потемнения частиц в слое сероводорода, который находится под верхним слоем аэрозольной дымки атмосферы Нептуна. По мнению исследователей, в атмосфере может идти локальный нагрев глубинной части антициклонического вихря, который испаряет сероводородный лёд, обнажая более тёмное ядро вихря. Наблюдения исследователей согласуются с тем, что размер частиц в вышележащем аэрозольном слое уменьшается, а его прозрачность увеличивается.
Кроме того, они обнаружили ещё один сюрприз: яркое облако, сопровождающее вихрь. Это было не одно из метановых облаков, часто сопровождающих вихри Нептуна, а невиданный ранее тип облака. Вместо того чтобы располагаться выше в атмосфере, оно, похоже, находилось на той же высоте, что и тёмный вихрь.
Что это такое и верны ли предложенные группой исследователей механизмы потемнения атмосферы Нептуна, предстоит выяснить дополнительно. Но теперь, когда наземные наблюдения Нептуна стали возможны, мы, похоже, стали гораздо ближе к ответам.
«Это поразительное расширение возможностей человечества по наблюдению за космосом, — говорит астроном Майкл Вонг из Калифорнийского университета в Беркли. — Сначала мы могли обнаружить эти пятна, только отправив туда космический аппарат, например "Вояджер". Затем мы получили возможность обнаружить их дистанционно с помощью "Хаббла". И, наконец, технологии позволили сделать это прямо с Земли».
