Spektakulära solnedgångar och soluppgångar räcker för att blända de flesta av oss, men till astronomer, skymning och gryning är slöseri med god observationstid. De vill ha en riktigt mörk himmel.

Inte Ned Molter, en astronomstudent vid UC Berkeley. Han bestämde sig för att visa att vissa ljusa föremål kan studeras lika bra under skymningen, när andra astronomer vrider tummarna, och upptäckte snabbt en ny funktion på Neptunus:Ett stormsystem som är nästan lika stort som jorden.

"Att se en storm så ljus på en så låg breddgrad är oerhört överraskande, sa Molter, som upptäckte stormkomplexet nära Neptunus ekvatorn under en gryningstest av skymning som observerade vid W. M. Keck Observatory på Maunakea, Hawaii. "I vanliga fall, det här området är riktigt tyst och vi ser bara ljusa moln i mitten av breddgraden, så att ha ett så enormt moln som sitter precis vid ekvatorn är spektakulärt. "

Detta massiva stormsystem, som hittades i en region där inget ljust moln någonsin har setts tidigare, är ca 9, 000 kilometer lång, eller en tredjedel av Neptuns radie, som sträcker sig över minst 30 grader både på latitud och longitud. Molter såg att det blev mycket ljusare mellan 26 juni och 2 juli.

"Historiskt sett mycket ljusa moln har ibland setts på Neptunus, men vanligtvis på breddgrader närmare polerna, cirka 15 till 60 grader norr eller söder, "sade Imke de Pater, en professor i astronomi vid UC Berkeley och Molters rådgivare. "Aldrig tidigare har ett moln setts vid eller så nära ekvatorn, inte heller har någon någonsin varit så ljus. "

I början, de Pater trodde att det var samma norra molnkomplex som Hubble -rymdteleskopet såg 1994, efter den ikoniska Great Dark Spot, avbildad av Voyager 2 1989, hade försvunnit. Men de Pater säger att mätningar av dess språk inte matchar, signalerar att detta molnkomplex skiljer sig från det Hubble först såg för mer än två decennier sedan.

En enorm, högt tryck, mörkt virvelsystem förankrat djupt i Neptuns atmosfär kan vara det som orsakar det kolossala molntäcket, sade de Pater. När gaser stiger upp i en virvel, de svalnar. När dess temperatur sjunker under kondenseringstemperaturen för en kondenserbar gas, att gas kondenserar ut och bildar moln, precis som vatten på jorden. På Neptunus, dock, metanmoln bildas.

Som med alla planeter, vindarna i Neptuns atmosfär varierar drastiskt med latitud, så om det finns ett stort, ljust molnsystem som sträcker sig över många breddgrader, något måste hålla ihop det, som en mörk virvel. Annat, molnen skulle skära isär.

"Denna stora virvel sitter i ett område där luften, övergripande, sjunker snarare än att stiga, "sade de Pater." Dessutom, en långvarig virvel precis vid ekvatorn skulle vara svårt att förklara fysiskt. "

Om den inte är knuten till en virvel, systemet kan vara ett stort konvektivt moln, liknande dem som ses ibland på andra planeter, som den enorma stormen på Saturnus som upptäcktes 2010. Men ett sådant moln förväntas slita ut avsevärt under en veckas tid.

"Detta visar att det sker extremt drastiska förändringar i dynamiken i Neptuns atmosfär, och kanske är detta en säsongsbetonad väderhändelse som kan hända med några decenniers mellanrum eller så, "sa de Pater.

En blåsig planet

Neptunus är den blåsigaste planeten i vårt solsystem, med de snabbast observerade vindhastigheterna vid ekvatorn som når upp till en våldsam 1, 000 mph. För att sätta detta i perspektiv, en kategori 5 -orkan har vindhastigheter på 156 mph. Neptunus kretsar runt solen vart 160:e år, och en säsong är cirka 40 år.

Upptäckten av Neptuns mystiska ekvatoriala molnkomplex möjliggjordes av det nya Keck Visiting Scholars -programmet, lanserades i sommar, vilket ger doktorander och postdoktorala forskare erfarenhet av att arbeta vid teleskopet, samtidigt som han bidrar till Keck -observatoriet och dess vetenskapliga samhälle.

"Detta resultat av Imke och hennes förstaårs doktorand, Ned, är ett perfekt exempel på vad vi försöker åstadkomma med Keck Visiting Scholars -programmet, "sa Anne Kinney, chefsforskare vid Keck -observatoriet. "Ned är vår första gästforskare, och hans otroliga arbete är ett bevis på värdet av detta program. Det har bara varit en upprörande framgång. "

Molter är en av åtta forskare som antogs till programmet i år. Hans uppdrag under hans sex veckors vistelse på observatoriet var att utveckla en effektivare metod för skymningsobservation, använder tid som annars inte kan användas. De flesta observatörer i Keck Observatory -samhället tittar djupt in i natthimlen och kan inte observera sina mål under skymningen.

"Ned hade aldrig observerat tidigare, och han är väldigt ljus, så när Anne berättade om programmet, Jag visste att han skulle vara den perfekta studenten för det, "sa de Pater." Nu när vi har upptäckt detta intressanta molnkomplex i Neptunus, Ned har en start på ett fint papper för sin doktorsexamen. avhandling."

"Jag älskade att vara på Keck. Alla var extremt vänliga och jag hade massor av personlig interaktion med de stödjande astronomerna och observerande assistenter, "Molter sa." Att kunna gå bakom kulisserna för att se hur de kör teleskop och instrument varje dag, att få 10 nätter av observations- och ingenjörstid på teleskopen och gå upp till toppen två gånger för att se den otroliga tekniken bakom denna gigantiska maskin har gjort mig från en student till en verklig observatör. Det var en otrolig möjlighet. "

Keck Visiting Scholars -programmet sponsras av Roy och Frances Simperman, med stora bidrag från M.R. och Evelyn Hudson Foundation, W.M. Keck Foundation, Edge of Space, Inc., Thomas McIntyre, och Jeff och Rebecca Steele.

Molter och De Pater kommer att fortsätta analysera sina data och föreslå mer skymningstider vid Keck -observatoriet i höst så att de kan lära sig mer om stormens natur och få en uppfattning om vad den kommer att göra över tiden.

Att ha en bättre förståelse av Neptuns atmosfär kommer att ge astronomer en tydligare bild av denna isiga jättens globala cirkulation. Detta har blivit allt viktigare i exoplaneten. eftersom en majoritet av exoplaneter hittills hittills är nästan lika stor som Neptunus. Medan forskare kan beräkna deras storlek och massa, inte mycket är för närvarande känt om exoplanets atmosfär.