Lehdistötiedote

Neptunuksen arvoituksellinen tumma pilkku on havaittu ensimmäistä kertaa maanpinnalta

24. elokuuta 2023, Turku

Tähtitieteilijät ovat havainneet suuren tumman pilkun Neptunuksen kaasukehässä ESO:n VLT-teleskooppia käyttäen (Very Large Telescope). Pilkun vieressä on odottamaton pienempi kirkas piste. Tämä on ensimmäinen kerta, kun planeetan tumma pilkku on havaittu maanpäällisellä teleskoopilla. Nämä aina välillä Neptunuksen ilmakehän sinisessä taustassa esiintyvät ilmiöt ovat mysteeri tähtitieteilijöille, ja uudet tulokset antavat lisää vihjeitä niiden luonteesta ja alkuperästä.

Irwin ja hänen tutkimusryhmänsä käyttivät ESO:n VLT-teleskoopilla otettua havaintoaineistoa sulkeakseen pois sen mahdollisuuden, että tummat pilkut johtuvat pilvien "selkenemisestä". Uudet havainnot osoittavat kuitenkin, että tummat pilkut johtuvat todennäköisesti ilmakehän hiukkasten tummumisesta enimmäkseen näkyvän usvakerroksen alapuolella olevassa kerroksessa, kun jäät ja usva sekoittuvat Neptunuksen kaasukehässä.

Tämän johtopäätöksen tekeminen ei ollut helppoa, koska tummat pilkut eivät ole Neptunuksen ilmakehässä pysyviä piirteitä eivätkä tähtitieteilijät olleet koskaan aikaisemmin kyenneet tutkimaan niitä riittävän yksityiskohtaisesti. Tähän tuli kuitenkin tilaisuus sen jälkeen, kun NASA/ESA:n Hubble-avaruusteleskooppi havaitsi Neptunuksen kaasukehässä useita tummia pilkkuja, joista yksi oli planeetan pohjoisella pallonpuoliskolla ja joka oli havaittu ensimmäisen kerran jo vuonna 2018. Irwin ja hänen tutkimusryhmänsä ryhtyivät heti tutkimaan sitä maasta käsin instrumentilla, joka sopii ihanteellisesti näihin haastaviin havaintoihin.

Tutkijat pystyivät VLT:n Multi Unit Spectroscopic Explorerin, eli MUSE:n avulla hajoittamaan Neptunuksesta heijastunutta auringonvaloa ja sen pilkun valon eri aallonpituuksiin ja saamaan kohteesta 3D-spektrin  [1]. Tämä tarkoitti sitä, että he pystyivät tutkimaan pilkkua tarkemmin kuin aiemmin oli ollut mahdollista. "Olen aivan innoissani siitä, että olen pystynyt tekemään ensimmäisen havainnon tummasta pilkusta maasta käsin, sekä olen myös saanut otettua ensimmäistä kertaa tästä heijastusspektrin", Irwin sanoi.

Koska eri aallonpituuksilla havaitaan Neptunuksen kaasukehän eri syvyyksiä, spektrin avulla tähtitieteilijät pystyivät määrittämään paremmin tumman pilkun korkeuden planeetan kaasukehässä. Spektrin avulla saatiin myös tietoa ilmakehän eri kerrosten kemiallisesta koostumuksesta, mikä antoi ryhmälle vihjeitä siitä, miksi täplä näytti tummalta.

Havainnot tarjosivat myös yllätyksen. "Löysimme prosessin aikana harvinaisen syvän kirkkaan pilvityypin, jota ei oltu koskaan aiemmin tunnistettu edes avaruudesta käsin", kertoi Kalifornian yliopiston tutkija Michael Wong Berkeleystä, Yhdysvalloista. Tämä harvinainen pilvityyppi näkyi kirkkaana pisteenä aivan suuremman tumman pilkun vieressä. VLT:n data osoittaa, että uusi "syvä kirkas pilvi" oli ilmakehässä samalla tasolla kuin tumma pilkku. Tämä tarkoittaa, että se on täysin uudenlainen piirre verrattuna aiemmin havaittuihin pieniin korkealla sijaitseviin metaanijääpilviin.

Tähtitieteilijät pystyvät nyt ESO:n VLT:n avulla tutkimaan näiden pilkkujen kaltaisia kohteita Maasta käsin. "Tämä on hämmästyttävä lisä kyvyssämme havaita maailmankaikkeutta. Pystyimme aikaisemmin havaitsemaan nämä pilkut vain lähettämällä sinne luotaimia, kuten Voyagerin. Pystyimme sitten havaitsemaan niitä etänä Hubblella. Lopulta teknologian kehitys on tehnyt saman mahdolliseksi maanpinnalta käsin,"  totesi Wong, ennen kuin lisäsi leikillisesti: "Tämä voisi tehdä minut työttömäksi yhtenä Hubblen havaitsijoista!"

Lisähuomiot

[1] MUSE on 3D-spektrografi, jonka avulla tähtitieteilijät voivat havaita koko kohdetta samalla kertaa, kuten tässä Neptunusta. Mittalaite havaitsee kuvan jokaisessa pikselissä valon voimakkuutta värin tai aallonpituuden funktiona. Lopputuloksena on data, joka muodostaa 3D-kuvan, jossa kuvan jokaisessa pikselissä on mukana koko valon spektri. MUSE mittaa samanaikaisesti yli 3500:a väriä. Instrumentti on suunniteltu hyödyntämään adaptiivista optiikkaa, joka korjaa Maan ilmakehän turbulenssin vaikutuksia, jolloin saadaan terävämpiä kuvia kuin muuten olisi mahdollista. Ilman näitä ominaisuuksia Neptunuksen tumman pilkun tutkiminen Maasta käsin ei olisi ollut mahdollista.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään “Cloud structure of dark spots and storms in Neptune’s atmosphere”, joka julkaistaan Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-023-02047-0) lehdessä.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet seuraavat tahot: Patrick G. J. Irwin (University of Oxford, Yhdistynyt kuningaskunta [Oxford]), Jack Dobinson (Oxford), Arjuna James (Oxford), Michael H. Wong (University of California, Yhdysvallat [Berkeley]), Leigh N. Fletcher (University of Leicester, Yhdistynyt kuningaskunta [Leicester]), Michael T. Roman (Leicester), Nicholas A. Teanby (University of Bristol, Yhdistynyt kuningaskunta), Daniel Toledo (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, Espanja), Glenn S. Orton (Jet Propulsion Laboratory, Yhdysvallat), Santiago Pérez-Hoyos (University of the Basque Country, Espanja [UPV/EHU]), Agustin Sánchez Lavega (UPV/EHU), Lawrence Sromovsky (University of Wisconsin, Yhdysvallat), Amy Simon (Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, Yhdysvallat), Raúl Morales-Juberias (New Mexico Institute of Technology, Yhdysvallat), Imke de Pater (Berkeley), ja Statia L. Cook (Columbia University, Yhdysvallat).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Patrick Irwin
Department of Physics, University of Oxford
Oxford, UK
Puh.: +44 1865 272083
Sähköposti: patrick.irwin@physics.ox.ac.uk

Michael H. Wong
Center for Integrative Planetary Science, University of California at Berkeley
Berkeley, California, USA
Puh.: +1 510 224 3411
Sähköposti: mikewong@astro.berkeley.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media