Icarus journal: Солнечная активность влияет на глобальную облачность на Нептуне

Астрономы обнаружили связь между изменением обилия облаков на Нептуне и 11-летним солнечным циклом, в котором нарастание и спад запутанных магнитных полей Солнца определяют солнечную активность.

Это открытие основано на трех десятилетиях наблюдений Нептуна, полученных космическим телескопом НАСА «Хаббл» и обсерваторией В.М. Кека на Гавайях, а также на данных обсерватории Лик в Калифорнии.

Связь между Нептуном и солнечной активностью вызывает удивление у планетологов, поскольку Нептун — самая удаленная крупная планета Солнечной системы и получает солнечный свет интенсивностью около 0,1% от того, что получает Земля. Тем не менее, глобальная облачность на Нептуне, по-видимому, обусловлена солнечной активностью, а не четырьмя сезонами планеты, каждый из которых длится около 40 лет.

В настоящее время облачный покров на Нептуне крайне мал, за исключением нескольких облаков, висящих над южным полюсом планеты-гиганта. Группа астрономов из Калифорнийского университета в Беркли обнаружила, что обилие облаков, обычно наблюдаемое в средних широтах ледяного гиганта, начало исчезать в 2019 году.

«Меня удивило, как быстро исчезли облака на Нептуне», — отмечает Имке-де Патер, заслуженный профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли и старший автор исследования. „По сути, мы увидели, что активность облаков снизилась в течение нескольких месяцев“, — сказала она.

Даже сейчас, четыре года спустя, последние снимки, сделанные нами в июне этого года, все еще показывают, что облака не вернулись на прежний уровень, — говорит Эранди Чавес, аспирант Центра астрофизики | Гарвард-Смитсоновского университета (CfA) в Кембридже, штат Массачусетс, который руководил исследованием, когда она была студенткой бакалавриата по астрономии в Калифорнийском университете в Беркли.

Это чрезвычайно интересно и неожиданно, особенно если учесть, что предыдущий период низкой облачной активности Нептуна не был столь драматичным и продолжительным.

Чтобы проследить эволюцию внешнего вида Нептуна, Чавес и ее команда проанализировали снимки обсерватории Кек, сделанные в период с 2002 по 2022 год, архивные наблюдения космического телескопа Хаббл, начиная с 1994 года, и данные обсерватории Лик в Калифорнии за 2018-2019 годы.

В последние годы к наблюдениям Кек добавились снимки, полученные в рамках программы «Сумеречная зона» и программы Хаббла „Наследие атмосферы внешних планет“ (OPAL).

Полученные изображения выявили интригующую закономерность между сезонными изменениями облачного покрова Нептуна и солнечным циклом — периодом, когда магнитное поле Солнца меняется каждые 11 лет, становясь все более запутанным, как клубок пряжи. Это проявляется в увеличении числа солнечных пятен и росте вспышечной активности Солнца. В ходе цикла бурное поведение Солнца достигает максимума, пока магнитное поле не сменит полярность. Затем Солнце снова опускается до минимума, и начинается новый цикл.

Когда на Солнце наступает бурная погода, Солнечную систему заливает более интенсивное ультрафиолетовое (УФ) излучение. Команда обнаружила, что через два года после пика солнечного цикла на Нептуне появляется все большее количество облаков. Кроме того, была обнаружена положительная корреляция между количеством облаков и яркостью ледяного гиганта от отраженного от него солнечного света.

Эти замечательные данные дают нам самые убедительные доказательства того, что облачный покров Нептуна коррелирует с солнечным циклом, — сказал-де Патер.

Наши результаты подтверждают теорию о том, что ультрафиолетовые лучи Солнца, когда они достаточно сильны, могут вызывать фотохимическую реакцию, которая приводит к образованию облаков на Нептуне.

Ученые обнаружили связь между солнечным циклом и облачной погодой на Нептуне, изучив 2,5 цикла облачной активности, зарегистрированных за 29-летний период наблюдений за Нептуном. За это время отражательная способность планеты увеличилась в 2002 году, а затем потускнела в 2007 году. В 2015 году Нептун снова стал ярким, а в 2020 году потемнел до самого низкого уровня за всю историю наблюдений, и тогда же большая часть облаков исчезла.

Изменения яркости Нептуна под действием Солнца, по-видимому, происходят относительно синхронно с появлением и исчезновением облаков на планете. Однако между пиком солнечного цикла и обилием облаков на Нептуне существует двухлетняя временная задержка. Химические изменения вызваны фотохимией, которая происходит высоко в верхних слоях атмосферы Нептуна и требует времени для формирования облаков.

Возможность использовать земные телескопы для изучения климата планеты, удаленной от нас более чем на 2,5 млрд. миль, поражает воображение, — заявляет Карлос Альварес, штатный астроном обсерватории Кек и соавтор исследования.

Достижения в области технологий и наблюдений позволили нам ограничить модели атмосферы Нептуна, что является ключом к пониманию взаимосвязи между климатом ледяного гиганта и солнечным циклом.

Однако необходимо провести дополнительную работу. Например, увеличение количества ультрафиолетового солнечного излучения может привести к увеличению количества облаков и дымки, но в то же время может и затемнить их, тем самым уменьшив общую яркость Нептуна. Бури на Нептуне, поднимающиеся из глубоких слоев атмосферы, влияют на облачный покров, но не связаны с фотохимическим образованием облаков и, следовательно, могут затруднять корреляционные исследования с солнечным циклом. Необходимо продолжать наблюдения за Нептуном, чтобы выяснить, как долго продлится нынешнее практически полное отсутствие облаков.

Исследовательская группа продолжает следить за облачной активностью Нептуна.

Мы увидели больше облаков на последних снимках Keck, сделанных в то же время, когда космический телескоп NASA James Webb наблюдал планету; эти облака особенно заметны в северных широтах и на больших высотах, как и ожидалось в связи с наблюдаемым увеличением потока солнечного ультрафиолета в течение последних примерно двух лет, — говорит-де Патер.

Совокупность данных, полученных с «Хаббла», космического телескопа Уэбба, обсерватории Кек и обсерватории Лик, позволит продолжить изучение физики и химии, обусловливающих динамический облик Нептуна, что, в свою очередь, может способствовать углублению понимания астрономами не только Нептуна, но и экзопланет, поскольку многие планеты за пределами нашей Солнечной системы, как считается, обладают нептуноподобными свойствами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Icarus.

30.08.2023


Подписаться в Telegram



Космос

Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса
Найдены древние водоносные горизонты под поверхностью Марса

Марс, загадочная Красная планета, давно поража...

Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной
Как физика нейтрино раскрывает секреты Вселенной

Нейтринная физика стала одной из самых пе...

A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр
A&A: Event Horizon Telescope продолжает раскрывать тайны черных дыр

Получив первые изображения черных дыр, новатор...

PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе
PNAS: Ученый посоветовал забыть о жидкой воде на Марсе

Более ста лет назад ученый Персиваль...

Nature Geoscience: Не все жидкости на Марсе были водой
Nature Geoscience: Не все жидкости на Марсе были водой

Раньше ученые думали, что поверхность Мар...

Nature: Астрономы MIT нашли самые маленькие астероиды
Nature: Астрономы MIT нашли самые маленькие астероиды

Астероид, уничтоживший динозавров, был, по&nbs...

Хаббл нашел звездные ясли в 38 млн световых лет от Земли
Хаббл нашел звездные ясли в 38 млн световых лет от Земли

Космический телескоп Хаббл сделал новый снимок...

Physical Review Letters: Темная материя появилась во время космической инфляции
Physical Review Letters: Темная материя появилась во время космической инфляции

Физики пытаются понять, откуда взялась темная ...

Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе
Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе

В космосе есть место, куда астрономы не р...

Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную

Астрономы могут заглянуть в прошлое, набл...

В ЮФУ предложили новую модель компактных звезд
В ЮФУ предложили новую модель компактных звезд

Новую модель компактных звезд предложили учены...

Astronomy & Astrophysics: Астрофизики измерили поведение частиц в килоновой
Astronomy & Astrophysics: Астрофизики измерили поведение частиц в килоновой

После столкновения двух нейтронных звезд и&nbs...

Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары
Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары

Два космических аппарата Самарского университе...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Лазерное шаблонирование против рестеноза: инновационный подход к лечению сосудов
Лазерное шаблонирование против рестеноза: инновационный подход к лечению сосудов
50 оттенков мутаций: прорыв в изучении параганглиом изменит подход к лечению
50 оттенков мутаций: прорыв в изучении параганглиом изменит подход к лечению
Они называли ее земляным червяком: вот почему змеи так триггерят обезьян
Они называли ее земляным червяком: вот почему змеи так триггерят обезьян
В СПбГУ втрое увеличили эффективность свечения многокомпонентной наноструктуры
В СПбГУ втрое увеличили эффективность свечения многокомпонентной наноструктуры
В России и Узбекистане тестируют чат-бота для кардиологов
В России и Узбекистане тестируют чат-бота для кардиологов
Проект «Живая ткань» поможет обучать хирургов на имитации живого тела
Проект «Живая ткань» поможет обучать хирургов на имитации живого тела
Jmor: Новый метод исследования запускает нелетальное изучение зубов животных
Jmor: Новый метод исследования запускает нелетальное изучение зубов животных
Устойчивость к антибиотикам: бизнес может внести вклад в борьбу за человечество
Устойчивость к антибиотикам: бизнес может внести вклад в борьбу за человечество
Разработана первая в России модель для планирования хмелеводства
Разработана первая в России модель для планирования хмелеводства
Инструмент редактирования генов уменьшает число прекурсоров бляшек Альцгеймера
Инструмент редактирования генов уменьшает число прекурсоров бляшек Альцгеймера
Наночастицы селена помогут укрепить иммунитет и защитить сердце
Наночастицы селена помогут укрепить иммунитет и защитить сердце
На СКИФе в Новосибирской области получили первый пучок электронов
На СКИФе в Новосибирской области получили первый пучок электронов
Новый метод сканирования раскрывает секреты работы легких
Новый метод сканирования раскрывает секреты работы легких
В Пензе создали веб-приложение для интерпретации электрокардиосигналов
В Пензе создали веб-приложение для интерпретации электрокардиосигналов
Социальное поведение при синдроме хрупкой Х-хромосомы: новое открытие
Социальное поведение при синдроме хрупкой Х-хромосомы: новое открытие

Новости компаний, релизы

Фонд «Лига выпускников» совместно с научным сообществом поддержали идею создания центра компетенций ТЭК
МФТИ подготовил более 140 специалистов в области синхротронных и нейтронных исследований
В России разработана система «Второе мнение» для ультразвуковой диагностики щитовидной железы
Ученые Пермского Политеха выяснили, как повысить скорость и качество обработки новых титановых сплавов
Итоги работы Набережночелнинского педагогического университета в Центрах открытого образования представлены на совещании в М...