eso2206hu — Tudományos közlemények

Meglepő hőmérséklet-változásokat észleltek a Neptunuszon az ESO távcsövével

2022. április 11.

Egy nemzetközi csillagász kutatócsoport 17 éven át követte nyomon a Neptunusz légkörének hőmérséklet-változásait földi és űrtávcsövekkel, köztük az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövével (European Southern Observatory’s Very Large Telescope – ESO VLT). A megfigyelési időszakban először az egész bolygó hőmérsékletének meglepően erős csökkenését regisztrálták, amit egy erőteljes felmelegedés követett az égitest déli pólusának környékén.

Váratlan események voltak ezek” – fog mondandójába Michael Roman, az Egyesült Királyság Leicesteri Egyetemének posztdoktor kutatója, a The Planetary Science Journal című folyóiratban ma megjelenő tudományos közlemény vezető szerzője. – „Mivel végigészleltük a Neptunusz déli féltekének kora nyarát, azt vártuk, hogy a légkör lassan melegedni fog, nem pedig hűlni.

A Földhöz hasonlóan a Neptunuszon is váltakoznak az évszakok a bolygó Nap körüli keringése során. Ám ezen a távoli égitesten minden egyes évszak nagyjából 40 év hosszúságú, hiszen egyetlen Neptunusz-év 165 földi évnek felel meg. A bolygó déli félgömbjén 2005 óta van nyár. A csillagászok tudni szerették volna, hogy miként változik a hőmérséklet a bolygó déli félgömbjének nyári napfordulóját követően.

A kutatók több mint 17 év alatt közel 100 felvételt rögzítettek a bolygóról infravörös tartományban, hogy minden korábbinál részletesebben állapíthassák meg a légköri hőmérséklet-változások trendjeit.

Az adatok azt mutatták, hogy az elmúlt két évtized során a bolygó nagy része a déli nyár beköszönte ellenére is egyre csak hűlt. A Neptunusz légkörének átlaghőmérséklete 2003 és 2018 között 8 °C-kal csökkent.

A csillagászok meglepve tapasztalták azt is, hogy a déli pólus környéke az elmúlt két év során hirtelen jelentősen felmelegedett. 2018 és 2020 között az átlagos hőmérséklet itt 11 °C-os növekedést mutatott. Noha a Neptunusz meleg poláris örvényéről évek óta tudnak a kutatók, ilyen gyors felmelegedést soha azelőtt nem észleltek a bolygó sarkvidékein.

Az adataink a teljes évszaknak kevesebb mint a felét fedik csak le, ez idő alatt pedig senki sem várt ilyen erős és gyors változásokat” – hangsúlyozza Glenn Orton, a tanulmány társszerzője, az Amerikai Egyesült Államokbeli Kaliforniai Műszaki Egyetem Jet Propulsion Laboratóriumának (JPL/Caltech) tudományos főmunkatársa.

A csillagászok a Neptunusz hőmérsékletét hőkamerákkal mérték meg. Ezek a műszerek az égitest által az infravörös hullámhossztartományban kibocsátott hősugárzást észlelik. A program keretében a kutatók összegyűjtötték a Neptunuszról az elmúlt két évtizedben rögzített összes földi megfigyelést. A vizsgálat során a Neptunusz felsőlégköre, a sztratoszféra által kibocsátott infravörös fényt tanulmányozták. Így tudták a csillagászok rekonstruálni a Neptunusz légköri hőmérsékletét és annak a déli nyár egy része során mutatott változásait.

Minthogy a Neptunusz mintegy 4,5 milliárd km távolságra van tőlünk, és nagyon hideg, az átlaghőmérséklete mindössze –220 °C körül alakul, így a bolygó légkörének hőmérsékletét nem könnyű megmérni. „Ez a fajta vizsgálat csak érzékeny infravörös felvételek révén, a VLT-hez hasonló óriástávcsövekkel lehetséges, amik tisztán képesek észlelni a Neptunuszt. Ez pedig csak az elmúlt mintegy 20 évben vált lehetővé” – húzza alá a tanulmány egy másik társszerzője, Leigh Fletcher, a Leicesteri Egyetem professzora.

Az összes felvétel mintegy harmada készült a chilei Atacama-sivatagban működő Nagyon Nagy Távcső közép-infravörös képalkotó és spektroszkópiai műszerével (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed – VISIR). A távcső nagy méretű tükrének és nagy tengerszint feletti működési magasságának köszönhetően a műszer nagyon jó minőségben szolgáltat nagy felbontású adatokat, és ez a műszeregyüttes készíti az elérhető legélesebb képeket a Neptunusz bolygóról. A kutatók továbbá a NASA Spitze- űrtávcsövével, a chilei Gemini South teleszkóppal, valamint a Hawai’i szigetén működő Subaru, Keck és Gemini North távcsövekkel készített felvételeket is felhasználtak munkájuk során.

A csillagászok egyelőre nem tudják megmagyarázni váratlan megfigyelési eredményeiket. Elképzelhető, hogy a Neptunusz sztratoszférájának kémiai változásai, esetleg véletlenszerű időjárási események, vagy akár a napfoltciklus áll a jelenségek hátterében. A hőmérséklet-változások okainak megfejtéséhez minden bizonnyal még éveken, évtizedeken keresztül folytatni kell a megfigyelési programot. A jövőbeli még nagyobb távcsövek, mint amilyen az ESO Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope – ELT) is lesz, még részletesebben és pontosabban tudják majd észlelni a bolygó hőmérséklet-változásait, míg a NASA/ESA/CSA James Webb-űrtávcsöve a Neptunusz légkörének kémiai összetételét és hőmérsékletét is minden korábbinál pontosabban lesz képes feltérképezni.

„Úgy vélem, hogy a Neptunusz egésze nagyon érdekfeszítő téma, hiszen alig tudunk még valamit róla” – zárja gondolatait Roman. – „Eredményeink egy sokkal bonyolultabb légköri rendszerre és időbeli változásokra utalnak a Neptunusz esetében.

További információ

Az itt bemutatott tudományos eredmények részleteit a szerzők a Planetary Science Journal folyóiratban ma megjelent „Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” című tanulmányukban (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4) közlik.

A kutatócsoport tagjai: M. T. Roman és L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, Leicesteri Egyetem, Egyesült Királyság), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/Kaliforniai Műszaki Egyetem, California, USA [JPL/Caltech]), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, USA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard Egyetem, Washington DC, USA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, USA), P. G. J. Irwin (Oxfordi Egyetem, Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, UK), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Spanyolország), J. Sinclair (JPL/Caltech), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Tohoku Egyetem, Japán), T. Fujiyoshi (Subaru Távcső, Japán Nemzeti Obszervatórium, HI, USA), I. de Pater (Department of Astronomy, Kaliforniai Berkeley Egyetem, CA, USA) és H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, USA).

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) a világ összes tudósa számára lehetővé teszi az Univerzum titkainak mindenki javát szolgáló kutatását. A legkorszerűbb földfelszíni obszervatóriumokat tervezi, építi és üzemelteti, amelyek segítségével a csillagászok nem csak izgalmas kérdésekre keresik a válaszokat, de egyre több érdeklődőt vonnak a csillagászat bűvkörébe is, mindezt széles nemzetközi együttműködés keretében. Az 1962-ben kormányközi szervezetként létrejött ESO ma 16 tagállam támogatásával működik. Ezek Ausztria, Belgium, a Cseh Köztársaság, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO főhadiszállása, látogatóközpontja és planetáriuma, az ESO Supernova Németországban, München közelében, míg a távcsövek a világ legjobb feltételeket kínáló észlelőhelyeinek egyikén, a chilei Atacama-sivatagban működnek. Az ESO három észlelőhelyet tart fenn, ezek La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon működik a Nagyon Nagy Távcső (VLT) és annak interferométere (VLTI), valamint két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban dolgozó VISTA és a látható tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Nemzetközi partnereivel együttműködésben az ESO két, a milliméteres és a szubmilliméteres tartományban érzékeny berendezést is üzemeltet, az APEX antennát és az ALMA antennarendszert a Chajnantor-fennsíkon. Paranal közelében, a Cerro Armazones csúcson pedig már épül a világ „égre néző legnagyobb szeme”, az ESO Rendkívül Nagy Távcső (ELT). Az összes telephely napi működésének támogatását, valamint a kapcsolattartást a chilei partnerekkel és a társadalommal az ESO santiagói irodái segítik Chile fővárosában.

Linkek

•          Az angol nyelvű tanulmány

•          Fotók a VLT-ről

•          További információk az ESO Rendkívül Nagy Távcsövéről

•          Újságíróknak: Iratkozzon fel, hogy már az embargó alatt saját nyelvén olvashassa a közleményeinket!

•          Kutatóknak: Van érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Michael Roman
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
E-mail: m.t.roman@leicester.ac.uk

Glenn Orton
Caltech’s Jet Propulsion Laboratory (JPL)
Pasadena, California, US
E-mail: glenn.s.orton@jpl.nasa.gov

Leigh Fletcher
School of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Telefon: + 44 (0)116 252 3585
E-mail: leigh.fletcher@le.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 0
E-mail: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2206 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2206hu
Név:Neptune
Típus:Solar System : Planet : Feature : Atmosphere
Facility:Very Large Telescope
Instruments:VISIR
Science data:2022PSJ.....3...78R

Képek

A Neptunuszról 2006 és 2020 között készült hőmérsékleti felvételek
A Neptunuszról 2006 és 2020 között készült hőmérsékleti felvételek
A Neptunuszról 2006 és 2020 között készült hőmérsékleti felvételek (alternatív elrendezésben)
A Neptunuszról 2006 és 2020 között készült hőmérsékleti felvételek (alternatív elrendezésben)
A Neptunusz a VLT-vel és a Hubble-űrtávcsővel
A Neptunusz a VLT-vel és a Hubble-űrtávcsővel

Videók

A Neptunusz hőmérsékletének változásai
A Neptunusz hőmérsékletének változásai