Neptūno temperatūra paslaptingai svyruoja, ir tai nesuprantama

Beprecedentė Neptūno temperatūros pokyčių analizė atskleidė, kad tolimiausioje mūsų Saulės sistemos planetoje vyksta kažkas gana keisto.

Tolimajam Neptūnui, kuris aplink Saulę skrieja maždaug 30 kartų didesniu atstumu nei Žemė, kelionė aplink žvaigždę trunka atitinkamai ilgai - apie 165 Žemės metus, o tai reiškia, kad kiekvienas sezonas Neptūne trunka daugiau nei 40 Žemės metų.

Šiuo metu pietiniame Neptūno pusrutulyje tęsiasi epinė, keturis dešimtmečius trunkanti vasara, tačiau dėl priežasčių, kurių mokslininkai negali iki galo paaiškinti, temperatūra ne visai šyla - bent jau ne taip palaipsniui, kaip galėtume manyti.

Naujame tyrime, kuriame surinkti 17 metų Neptūno temperatūros stebėjimų duomenys, matyti, kad vyksta atvirkščiai - rodmenys rodo, kad nuo 2003 m. iki 2018 m. visame pasaulyje vidutiniškai temperatūra paslaptingai sumažėjo maždaug 8 °C. Tai rodo ir nuo 2003 m. gerokai sumažėjęs atmosferos spinduliavimas.

(Michael Roman/NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart)

Viršuje: Stebimi Neptūno šiluminio infraraudonųjų spindulių ryškumo pokyčiai.

"Šis pokytis buvo netikėtas, - sako planetų mokslininkas Maiklas Romanas (Michael Roman) iš Lesterio universiteto Jungtinėje Karalystėje.

"Kadangi Neptūną stebėjome ankstyvą pietų vasarą, tikėjomės, kad temperatūra pamažu šiltės, o ne šaltės."

Surinkti patikimus Neptūno atmosferos temperatūros duomenis nėra pati lengviausia užduotis, atsižvelgiant į tai, kaip toli nuo Žemės yra ši šaltoji planeta.

Tiesą sakant, tokius rodmenis įmanoma gauti tik nuo amžiaus pradžios, kai atsirado jautrūs infraraudonųjų spindulių matavimai naujesniais kosminiais teleskopais. Vienas iš jų - VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), įrengtas Europos Pietų observatorijos labai dideliame teleskope (VLT), kuris gali nustatyti temperatūrą pagal infraraudonųjų spindulių emisijos lygį.

Siekdami ištirti Neptūno infraraudonąją spinduliuotę, Romanas ir jo komanda išanalizavo beveik 100 planetos šiluminių stebėjimų, kurių daugelį užfiksavo VISIR, taip pat duomenis, gautus iš NASA kosminio teleskopo "Spitzer" ir daugelio antžeminių teleskopų Čilėje ir Havajuose.

Gauti rezultatai - kol kas didžiausia šiuo metu turimų antžeminių Neptūno vaizdų vidutinio infraraudonojo spektro diapazone kompiliacija - rodo, kad Neptūno stratosferos temperatūra didžiąją dalį tiriamojo laikotarpio atvėso (nepaisant vasaros), nors vėlyvas emisijos padidėjimas 2018-2020 m. rodo, kad tuomet atmosfera per dvejus metus sparčiai sušilo maždaug 11 °C.

Kodėl Neptūno atmosferos temperatūra, atrodo, taip netikėtai svyruoja sezono viduryje, negalime būti visiškai tikri, tačiau tyrėjai mano, kad pastebėtus svyravimus gali lemti atmosferos chemijos pokyčiai.

"Metanas sugeria saulės šviesą ir šildo atmosferą, o fotocheminiu būdu susidarantys angliavandeniliai, pirmiausia etanas ir acetilenas, yra galingi infraraudonųjų spindulių skleidėjai, kurie vėsina stratosferą", - aiškina tyrėjai savo straipsnyje.

"Keičiantis fotocheminių angliavandenilių kiekiui, keičiasi šio spindulinio šildymo ir vėsinimo pusiausvyra."

Ankstesniuose Saturno temperatūrą tyrinėjančiuose tyrimuose nustatyta, kad cheminių medžiagų sąveika atmosferos debesyse gali turėti įtakos jų temperatūrai, dėl to prieš didžiausią Saulės spinduliavimą susidaro temperatūros maksimumai, todėl gali būti, kad kažkas panašaus vyksta ir čia.

"Vis dėlto, atsižvelgiant į 165 metų Neptūno orbitos periodą, tikėtina, kad bet kokie sezoniniai pokyčiai vyks palaipsniui per dešimtmečius", - rašo tyrėjai.

"Staigūs pokyčiai, pastebėti 2018-2020 m., atrodo stebėtinai greiti sezoninei reakcijai... Atrodo, kad Neptūno atmosferoje veikia papildomi procesai, vykstantys subsezoniniu laikotarpiu, ir regioniniu, ir pasauliniu mastu."

Kitas paaiškinimas galėtų būti orų svyravimai - jie gali turėti įtakos atmosferos debesų sudėčiai ir cheminei sudėčiai, įskaitant Neptūne pastebėtų tamsiųjų sūkurių poveikį, kuris yra dar viena iš planetos mįslių, apie kurias vis dar sužinome.

Mokslininkai teigia, kad taip pat verta apsvarstyti ir Saulės srautą, pažymėdami, kad Saulės aktyvumo ciklo nulemti spinduliavimo pokyčiai gali kažkokiu būdu sukelti fotocheminius pokyčius Neptūno atmosferoje, o tai vėlgi galėtų paaiškinti stebimus temperatūros svyravimus.

Viskas, ką tikrai žinome, yra tai, kad reikės dar daug tyrimų, norint išsiaiškinti šiuos stebinančius rodmenis - tai tik naujausia paslaptis, susijusi su šiuo neaiškiu, tolimu pasauliu.

"Manau, kad Neptūnas pats savaime yra labai intriguojantis daugeliui iš mūsų, nes apie jį vis dar žinome labai mažai, - sako Romanas.

"Visa tai rodo sudėtingesnį Neptūno atmosferos vaizdą ir tai, kaip ji kinta laikui bėgant."

Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale "The Planetary Science Journal".