Астрономы наблюдают за таинственным темным вихрем на Нептуне

С момента исторического пролета "Вояджера-2" к Нептуну в 1989 году ученые были заинтригованы загадочными темными пятнами, появляющимися в атмосфере планеты. Эти своеобразные пятна до сих пор остаются загадкой из-за своих уникальных характеристик и быстротечности. Однако впервые исследователи наблюдали один из этих темных вихрей с помощью земных приборов, что позволило получить беспрецедентное разрешение и ценные сведения об их образовании и составе. Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy 

Астроном Патрик Ирвин из Оксфордского университета (Великобритания) выразил свое волнение по поводу этого открытия, заявив: "С момента первого обнаружения темного пятна я всегда задавался вопросом, что представляют собой эти недолговечные и неуловимые темные объекты. Я в полном восторге от того, что мне удалось не только впервые обнаружить темное пятно с Земли, но и впервые записать спектр отражения такого объекта".

Темные вихри Нептуна на самом деле являются антициклоническими штормами, подобными Большому красному пятну Юпитера. Однако они отличаются от него несколькими интригующими и загадочными особенностями. Во-первых, они относительно недолговечны - появляются и исчезают раз в несколько лет. Кроме того, по сравнению с вихрями на Сатурне и Юпитере, в их центрах отсутствуют облачные образования. Вместо этого по краям наблюдаются пушистые белые облака, которые, вероятно, образуются в результате замерзания газов в кристаллы метанового льда при подъеме с меньших высот.

Понимание этих явлений было затруднено из-за удаленности Нептуна от Земли и скоротечности вихрей. До сих пор единственным инструментом, способным наблюдать и отслеживать их, был космический телескоп "Хаббл", что ограничивало диапазон длин волн, в которых можно изучать планету.

В 2018 году, когда возник крупный штормовой вихрь, Ирвин и его команда воспользовались возможностью использовать многоблочный спектроскопический исследователь (MUSE) Очень большого телескопа. MUSE позволил обнаружить отражение солнечного света от Нептуна и проанализировать составляющие его длины волн, построив трехмерный спектр планеты.

Соотнеся различные длины волн с различными высотами в атмосфере Нептуна, исследователи смогли определить высоту расположения темного пятна. К своему удивлению, они обнаружили, что это не "дыра" в атмосфере Нептуна, как считалось ранее. Напротив, более глубокий цвет, по-видимому, является результатом потемнения частиц в слое сероводорода под верхним слоем атмосферной аэрозольной дымки. Авторы предположили, что локальный нагрев внутри антициклонического вихря приводит к испарению сероводородного льда, в результате чего ядро вихря становится более темным. Кроме того, наблюдения показывают, что частицы в вышележащем аэрозольном слое становятся меньше, уменьшая непрозрачность.

В дополнение к этому революционному открытию исследователи обнаружили еще одну неожиданную находку: яркое облако, сопровождающее вихрь. Это облако отличалось от метановых облаков, обычно ассоциирующихся с вихрями Нептуна, и, по-видимому, находилось на той же высоте, что и темный вихрь.

Несмотря на то, что полученные результаты дают ценное представление о потемнении атмосферы Нептуна и формировании его вихрей, для полного понимания этих явлений необходимы дальнейшие исследования. Тем не менее, получив возможность проводить наземные наблюдения Нептуна, ученые стали еще на один шаг ближе к разгадке тайн, окружающих эту далекую планету.