Використовуючи Дуже Великий Телескоп (VLT) ESO, астрономи спостерігали велику темну пляму в атмосфері Нептуна з несподіваною меншою яскравою плямою поруч із нею. Це перший випадок, коли темну пляму на планеті спостерігали за допомогою земного телескопа. Ці випадкові особливості на блакитному фоні атмосфери Нептуна є загадкою для астрономів, і нові результати дають додаткові підказки щодо їх природи та походження.
Великі плями є типовою рисою атмосфери планет-гігантів, найвідомішою з яких є Велика червона пляма Юпітера. На Нептуні темну пляму вперше виявив «Вояджер-2» НАСА в 1989 році, а через кілька років вона зникла. «З моменту першого відкриття темної плями я завжди задавався питанням, що це за короткочасні та невловимі темні елементи», — каже Патрік Ірвін, професор Оксфордського університету у Великобританії та провідний дослідник дослідження.
Це дослідження представлено в статті під назвою «Структура хмар темних плям і штормів в атмосфері Нептуна» в Nature Astronomy .
Ірвін і його команда використовували дані з VLT ESO, щоб виключити можливість того, що темні плями спричинені «проясненням» у хмарах. Натомість нові спостереження вказують на те, що темні плями, ймовірно, є результатом потемніння частинок повітря в шарі нижче основного видимого шару серпанку, коли лід і туман змішуються в атмосфері Нептуна.
Зробити такий висновок було нелегко, оскільки темні плями не є постійними властивостями атмосфери Нептуна, і астрономи ніколи раніше не могли досліджувати їх достатньо детально. Така можливість з’явилася після того, як космічний телескоп NASA/ESA Hubble виявив кілька темних плям в атмосфері Нептуна, включно з однією в північній півкулі планети, яку вперше помітили у 2018 році.
Ірвін і його команда негайно приступили до вивчення цього з землі — за допомогою приладу, який ідеально підходить для цих складних спостережень.
Використовуючи Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) VLT, дослідники змогли розділити сонячне світло, відбите від Нептуна та його плями, на складові кольори або довжини хвилі та отримати тривимірний спектр. Це означало, що вони могли вивчити місце більш детально, ніж це було можливо раніше. «Я дуже радий, що зміг не лише вперше виявити темну пляму на землі, але й уперше записати спектр відбиття такої деталі», — каже Ірвін.
Оскільки різні довжини хвиль досліджують різні глибини в атмосфері Нептуна, наявність спектра дозволила астрономам краще визначити висоту, на якій знаходиться темна пляма в атмосфері планети. Спектр також надав інформацію про хімічний склад різних шарів атмосфери, що дало команді підказки щодо того, чому пляма виглядає темною.
Спостереження також дали несподіваний результат. «У процесі ми виявили рідкісний глибокий яскравий тип хмари, який ніколи раніше не ідентифікували, навіть з космосу», — говорить співавтор дослідження Майкл Вонг, науковий співробітник Каліфорнійського університету в Берклі, США.
Цей рідкісний тип хмари виглядав як яскрава пляма поруч із більшою основною темною плямою, дані VLT показують, що нова «глибока яскрава хмара» була на тому ж рівні в атмосфері, що й основна темна пляма. Це означає, що це абсолютно новий тип об’єктів порівняно з невеликими «супутніми» хмарами високогірного метанового льоду, які спостерігалися раніше.
За допомогою VLT від ESO тепер астрономи можуть вивчати на Землі такі об’єкти, як ці плями. «Це вражаюче збільшення здатності людства спостерігати за космосом. Спочатку ми могли виявити ці плями, лише відправивши туди космічний корабель, як-от «Вояджер». Потім ми отримали можливість дистанційно розрізняти їх за допомогою «Хаббла». Нарешті, технології просунулися, щоб увімкнути це з місця”, – підсумовує Вонг. Джерело