Under sin rutinmässiga årliga övervakning av vädret på vårt solsystems yttre planeter, NASA:s rymdteleskop Hubble har avslöjat en ny mystisk mörk storm på Neptunus (höger) och gett en ny titt på en långlivad storm som kretsar runt den nordliga polarregionen på Uranus (vänster). Kredit:NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), och M.H. Wong och A. Hsu (University of California, Berkeley)
Under sin rutinmässiga årliga övervakning av vädret på vårt solsystems yttre planeter, NASA:s rymdteleskop Hubble har avslöjat en ny mystisk mörk storm på Neptunus och gett en ny titt på en långlivad storm som kretsar runt den nordliga polarregionen på Uranus.
Som jorden, Uranus och Neptunus har årstider, som sannolikt driver några av funktionerna i deras atmosfärer. Men deras årstider är mycket längre än på jorden, spänner över decennier snarare än månader.
Den nya Hubble-vyn av Neptunus visar den mörka stormen, ses högst upp i mitten. Visas under planetens södra sommar, funktionen är den fjärde och senaste mystiska mörka virveln som fångats av Hubble sedan 1993. Två andra mörka stormar upptäcktes av rymdfarkosten Voyager 2 1989 när den flög förbi den avlägsna planeten. Sedan dess, bara Hubble har haft känsligheten i blått ljus för att spåra dessa svårfångade egenskaper, som har dykt upp och bleknat snabbt. En studie ledd av University of California, Berkeley, Student Andrew Hsu uppskattade att de mörka fläckarna uppträder vart fjärde till vart sjätte år på olika breddgrader och försvinner efter ungefär två år.
Hubble avslöjade den senaste stormen i september 2018 på Neptunus norra halvklot. Funktionen är ungefär 6, 800 mil över.
Till höger om det mörka inslaget finns ljusa vita "kompanjonsmoln". Hubble har observerat liknande moln som följer med tidigare virvlar. De ljusa molnen bildas när flödet av omgivande luft störs och avleds uppåt över den mörka virveln, får gaser att frysa till metaniskristaller. Dessa moln liknar moln som visas som pannkaksformade drag när luft trycks över berg på jorden (även om Neptunus inte har någon fast yta). Den långa, tunt moln till vänster om den mörka fläcken är en övergående funktion som inte är en del av stormsystemet.
Denna Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3-bild av Uranus, tagen i november 2018, avslöjar en stor, ljus stormig molnmössa över planetens nordpol. Kredit:NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), och M.H. Wong och A. Hsu (University of California, Berkeley)
Det är oklart hur dessa stormar bildas. Men som Jupiters stora röda fläck, de mörka virvlarna virvlar i anticyklonisk riktning och verkar muddra upp material från djupare nivåer i isjättens atmosfär.
Hubble-observationerna visar att så tidigt som 2016, ökad molnaktivitet i regionen föregick virvelns uppkomst. Bilderna indikerar att virvlarna troligen utvecklas djupare i Neptunus atmosfär, blir synlig först när toppen av stormen når högre höjder.
Ögonblicksbilden av Uranus, som bilden av Neptunus, avslöjar ett dominerande drag:en stor ljus stormig molnmössa över nordpolen.
Forskare tror att denna nya funktion är ett resultat av Uranus unika rotation. Till skillnad från alla andra planeter i solsystemet, Uranus tippar nästan över på sidan. På grund av denna extrema lutning, under planetens sommar lyser solen nästan direkt på nordpolen och går aldrig ner. Uranus närmar sig mitten av sin sommarsäsong, och polar-cap-regionen blir mer framträdande. Denna polära huva kan ha bildats av säsongsmässiga förändringar i atmosfäriskt flöde.
Nära kanten av polarstormen finns en stor, kompakt metan-is moln, som ibland är tillräckligt ljus för att fotograferas av amatörastronomer. Ett smalt molnband omger planeten norr om ekvatorn. Det är ett mysterium hur band som dessa är begränsade till så smala bredder, eftersom Uranus och Neptunus har mycket breda västerblåsande vindstrålar.
Denna Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3-bild av Neptunus, tagna i september och november 2018, visar en ny mörk storm (överst i mitten). Kredit:NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), och M.H. Wong och A. Hsu (University of California, Berkeley)
Båda planeterna klassificeras som isjätteplaneter. De har ingen fast yta utan snarare mantel av väte och helium som omger ett vattenrikt inre, sig själv kanske lindad runt en stenig kärna. Atmosfärisk metan absorberar rött ljus men tillåter blågrönt ljus att spridas tillbaka ut i rymden, ger varje planet en cyan nyans.
De nya bilderna av Neptunus och Uranus är från programmet Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), ett långsiktigt Hubble-projekt, ledd av Amy Simon från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som årligen fångar globala kartor över vårt solsystems yttre planeter när de är närmast jorden i sina banor. OPALs huvudmål är att studera långsiktiga säsongsförändringar, samt fånga jämförelsevis övergående händelser, såsom utseendet på Neptunus mörka fläck. Dessa mörka stormar kan vara så flyktiga att några av dem tidigare kan ha dykt upp och bleknat under fleråriga luckor i Hubbles observationer av Neptunus. OPAL-programmet säkerställer att astronomer inte missar en till.
Dessa bilder är en del av en klippbok med Hubble ögonblicksbilder av Neptunus och Uranus som spårar vädermönster över tid på dessa avlägsna, kalla planeter. Precis som meteorologer inte kan förutsäga vädret på jorden genom att studera några ögonblicksbilder, astronomer kan inte spåra atmosfäriska trender på solsystemets planeter utan regelbundet upprepade observationer. Astronomer hoppas att Hubbles långsiktiga övervakning av de yttre planeterna kommer att hjälpa dem att reda ut de mysterier som fortfarande kvarstår om dessa avlägsna världar.
Att analysera vädret i dessa världar kommer också att hjälpa forskare att bättre förstå mångfalden och likheterna mellan atmosfärerna på solsystemets planeter, inklusive jorden.
