Comunicato Stampa

Osservata per la prima volta dalla Terra la misteriosa macchia scura di Nettuno

24 Agosto 2023

Usando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, alcuni astronomi hanno osservato una grande macchia scura nell'atmosfera di Nettuno, accompagnata da un inaspettato punto luminoso più piccolo. Questa è la prima volta che una macchia scura del pianeta viene osservata con un telescopio da terra. Queste strutture occasionali che si stagliano sullo sfondo blu dell'atmosfera di Nettuno sono ancora un mistero per gli astronomi e i nuovi risultati forniscono ulteriori indizi sulla loro natura e origine.

Grandi macchie sono spesso visibili nell'atmosfera dei pianeti giganti: la più famosa è la Grande Macchia Rossa di Giove. Su Nettuno, la prima macchia scura era stata scoperta dal Voyager 2 della NASA nel 1989, prima di scomparire pochi anni dopo. "Sin dalla prima scoperta di una macchia scura, mi sono sempre chiesto quali fossero queste strutture oscure sfuggenti e di breve durata", afferma Patrick Irwin, professore all'Università di Oxford nel Regno Unito e ricercatore principale dello studio pubblicato oggi su Nature Astronomy.

Irwin e il suo gruppo hanno utilizzato i dati del VLT dell'ESO per escludere la possibilità che le macchie scure siano causate da un "diradarsi" delle nuvole. Le nuove osservazioni indicano invece che le macchie scure sono probabilmente il risultato di particelle d'aria che si scuriscono quando il ghiaccio e il vapore si mescolano nell'atmosfera di Nettuno, in uno strato al di sotto del principale strato di foschia visibile.

Arrivare a questa conclusione non è stata un'impresa facile perché le macchie scure non sono strutture permanenti dell'atmosfera di Nettuno e gli astronomi non erano mai stati in grado di studiarle in modo sufficientemente dettagliato. L'opportunità è arrivata dopo che il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA ha scoperto diverse macchie scure nell'atmosfera di Nettuno, tra cui una nell'emisfero settentrionale del pianeta vista per la prima volta nel 2018. Irwin e il suo team si sono subito messi al lavoro per studiarlo da terra, con uno strumento che è ideale per queste osservazioni impegnative.

Usando lo strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT, i ricercatori hanno potuto dividere la luce solare riflessa da Nettuno e dalla sua macchina nei colori componenti, o lunghezze d'onda, e ottenerne uno spettro 3D [1]. Ciò significava che potevano studiare la macchia in modo più dettagliato di quanto fosse possibile prima. "Sono assolutamente entusiasta di essere stato in grado non solo di rilevare per la prima volta una macchia scura da terra, ma anche di aver potuto ottenere per la prima volta uno spettro di riflessione di tale struttura", continua Irwin.

Poiché lunghezze d'onda diverse sondano profondità diverse nell'atmosfera di Nettuno, avere uno spettro ha permesso agli astronomi di determinare meglio l'altezza nell'atmosfera del pianeta alla quale si trova la macchia scura. Lo spettro ha anche fornito informazioni sulla composizione chimica dei diversi strati di atmosfera, che a loro volta hanno rivelato al gruppo vari indizi sul motivo per cui la macchia appare scura.

Le osservazioni hanno anche concesso una sorpresa. "Nel processo di analisi abbiamo scoperto un raro tipo di nube profonda e luminosa che non era mai stato identificato prima, nemmeno dallo spazio", afferma il coautore dello studio Michael Wong, ricercatore presso l'Università della California, Berkeley, USA. Questo raro tipo di nube appariva come un punto luminoso proprio accanto alla macchia scura principale, più grande. I dati del VLT mostrano che la nuova "nube profonda e luminosa" era alla stessa altezza nell'atmosfera della macchia scura principale. Ciò significa che si tratta di una struttura completamente nuova rispetto alle piccole nuvole "compagne" di ghiaccio di metano ad alta quota osservate in precedenza.

Con l'aiuto del VLT dell'ESO, gli astronomi ora possono studiare strutture come queste dalla Terra. “Questo è un incredibile aumento della capacità dell'umanità di osservare il cosmo. All'inizio, potevamo rilevare queste macchie solo inviando lì un veicolo spaziale, come il Voyager. Poi abbiamo acquisito la capacità di distinguerle da remoto con Hubble. Infine, la tecnologia è avanzata fino a consentire di ottenere questi risultati da terra", conclude Wong, prima di aggiungere, scherzando: "Questo potrebbe togliermi il lavoro come osservatore con Hubble!"

Note

[1] MUSE è uno spettrografo 3D che consente agli astronomi di osservare un intero oggetto astronomico, come Nettuno, in una volta sola. Per ogni pixel, lo strumento misura l'intensità della luce in funzione del suo colore, o lunghezza d'onda. I dati risultanti sono un insieme tridimensionale in cui per ogni pixel dell'immagine si ha uno spettro completo. In totale, MUSE misura oltre 3500 colori. Lo strumento è progettato per sfruttare l'ottica adattiva, che corregge la turbolenza nell'atmosfera terrestre, ottenendo immagini molto più nitide di quanto altrimenti sarebbe possibile. Senza questa combinazione di caratteristiche, non sarebbe stato possibile studiare da terra le macchie oscure di Nettuno.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato discusso in un articolo intitolato “Cloud structure of dark spots and storms in Neptune’s atmosphere” in pubblicazione sulla rivista Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-023-02047-0).

L'equipe è composta da Patrick G. J. Irwin (University of Oxford, Regno Unito [Oxford]), Jack Dobinson (Oxford), Arjuna James (Oxford), Michael H. Wong (University of California, USA [Berkeley]), Leigh N. Fletcher (University of Leicester, Regno Unito [Leicester]), Michael T. Roman (Leicester), Nicholas A. Teanby (University of Bristol, Regno Unito), Daniel Toledo (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, Spagna), Glenn S. Orton (Jet Propulsion Laboratory, USA), Santiago Pérez-Hoyos (University of the Basque Country, Spagna [UPV/EHU]), Agustin Sánchez Lavega (UPV/EHU), Lawrence Sromovsky (University of Wisconsin, USA), Amy Simon (Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Raúl Morales-Juberias (New Mexico Institute of Technology, USA), Imke de Pater (Berkeley), e Statia L. Cook (Columbia University, USA).

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insieme con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come telescopi per survey come VISTA. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Oxford, UK
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E-mail: patrick.irwin@physics.ox.ac.uk

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Berkeley, California, USA
Tel.: +1 510 224 3411
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2314.