Hubble: Hlídač počasí vnější sluneční soustavy

Hubbleovo silné oko prozkoumává vnější planety jednou za pozemský rok a vrhá světlo na obří atmosféry planety.

Bouře ve vnější sluneční soustavě mají vědce zmatené a Hubble je tu, aby pomohl.

Velká červená skvrna od Jupitera se po desetiletí zmenšuje, přesto se však stále zmenšuje, i když se jeho šířka zmenšuje, nová studie odhalila úterý. Změna tvaru bouře může také ovlivnit její stále oranžovou barvu. A minulý měsíc zveřejnila NASA obrázky velké bouře na Neptunu, která se zmenšuje, místo aby se rozpadla; Vědci se dříve domnívali, že se bouře rozptýlí, když se pohybuje směrem k rovníku planety.

Tato série obrázků Hubbleova kosmického dalekohledu pořízených po dobu 2 let sleduje zánik obrovského temného víru na planetě Neptun. Během oválného pozorování Hubble se oválné místo zmenšilo z 3 100 mil napříč svou dlouhou osou na 2 300 mil napříč.
NASA, ESA a MH Wong a AI Hsu (UC Berkeley)

Tyto výsledky, které se objevují v The Astronomical Journal (Jupiter paper, Neptune paper), jsou nejnovější z programu Hubble Space Telescope's Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), který má nejoblíbenější dalekohled NASA zkoumat každou z vnějších planet (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun) alespoň jednou za rok Země, aby hledali změny v jejich atmosféře.

OPALOVÁ pozorování

Program OPAL vznikl z bílé knihy vydané přibližně před pěti lety, která hájila systém monitorování vnějších planet. Před vesmírným věkem vědci psali, meteorologové chápali základní fyziku proudění tekutin na Zemi. Dosáhlo však pokroku v monitorování počasí - meteorologické stanice rozmístěné po celém světě a později satelity - ke zlepšení vědeckého porozumění atmosféry naší planety.

Na druhé straně rozptýlená pozorování vnějších planet již ukázala změny v jejich atmosférách jak během krátkých časových období týdnů nebo měsíců, tak po celý rok planety (čas potřebný k oběžné dráze Slunce). A také ukázali, jak lokální rušení může mít globální dopady: Například měnící se větrné vzorce a cloudové struktury v Jupiteru ovlivňují vše od jeho slavné Velké rudé skvrny až po strukturu zákalů v její atmosféře.

Obecným plánem bylo, aby Hubble zmapoval každou planetu, když je v opozici, zhruba jednou za pozemský rok. Snímky pořízené jednou na Hubblově orbitě - tedy každých 90 minut - mohou vědci každoročně mapovat obě hemisféry (západní i východní) každé planety.

Díky každoročním pozorováním je obtížné zjistit, co se děje. „Je to jako dívat se na Zemi každých několik měsíců a snažit se pochopit počasí, “ říká Amy Simon (NASA Goddard), vedoucí vědec pro výzkum planetárních atmosfér, který vedl bílou knihu. Hubble je přesto nesmírně populární dalekohled s mnoha požadavky na jeho čas a vědci jsou potěšeni pozorováními, která dosud získali.

První výsledky

Hubble zahájil program OPAL v roce 2014 a výsledky se již hromadí.

V Jupiteru vědci nedávno zjistili, že její zmenšující se Great Red Spot je stále intenzivnější, možná proto, že chemikálie, které dodávají bouři jeho barvu, se v atmosféře pohybují výš.

Překvapivě se zdá, že bouře také roste. Vědci si dříve mysleli, že se v kontrakční bouři budou vyskytovat silnější větry, jako lední bruslař, který se točí rychleji zatažením za paži. Místo toho se však bouře rozšiřuje na výšku. "Je to skoro jako tvar jílu na hrnčířském kruhu, " uvedla NASA v tiskové zprávě. "Když se kolo točí, může umělec přeměnit krátkou, kulatou hrudku na vysokou, tenkou vázu tlačením dovnitř rukama. Čím menší je základna, tím vyšší bude loď růst. “.

U Neptunu byl dosud největším objevem OPAL nový „velký temný bod“, jaký objevil Voyager 2 během svého letu v roce 1989. Bouře je neviditelná pro další pozemní observatoře při pohledu na planetu. "Pouze Hubble to viděl v té modré vlnové délce, " vysvětluje Simon.

Vědci také zkoumají Neptunovo odražené sluneční světlo pomocí OPAL a pozemní observatoře Keck. Neptunova reflexivita se mění a vědci chtěli vědět proč. "Věc, kterou jsme našli - to, co skutečně přemůže vaše signály - jsou změny v cloudu, " říká Simon. Každodenní změny v pokrytí mraků mají vliv na to, kolik slunečního světla Neptun odráží, což zase ovlivňuje, jaký druh signálu dává, když obíhá kolem Slunce.

"Ukazuje se, že je to opravdu užitečné pro komunitu hnědých trpaslíků, " dodává Simon. Tato data zlepší modely pro vědce hledající hnědé trpaslíky pomocí dat z kosmického dalekohledu Kepler.

Pozorování amatérských astronomů pomáhá rozšířit dosah OPAL. Například kombinováním Hubbleových dat s amatérskými pozorováními OPAL detekoval vlny v severním rovníkovém pásu Jupiteru, které nebyly vidět od doby, kdy kosmická loď Voyager 2 letěla Jupiterem v roce 1979, říká Simon.

Simon říká, že amatérská pozorování jsou také klíčem k pozorování Uranu, protože jeho bouře se často rozptýlí během několika minut nebo hodin. "Musíte se dívat docela rychle, " říká. "Tam byla jedna [bouře], která přetrvávala z roku na rok, ale ostatní věci se střihají opravdu rychle."

Očekává se, že OPAL bude pokračovat až do konce Hubbleova života na konci 20. let. Tým také provede pozorování pomocí kosmického dalekohledu James Webb (JWST), který by měl být spuštěn příští rok.

"Máme nějaký zaručený čas [na JWST], " říká Simon. „Chtěli bychom udělat přiměřené množství překrývajících se časů mezi dalekohledy, s daty s vysokým rozlišením od Webb v infračervené oblasti a nějakou spektroskopií.“ Vědci nejprve otestují svá pozorování na Jupiteru a poté navrhnou plány pro ostatní planety.