Хаббл показывает динамические атмосферы Урана и Нептуна

Как и у Земли, у Урана и Нептуна есть времена года, которые определяют некоторые особенности их атмосферы. Но их сезоны намного длиннее, чем на Земле, и охватывают десятилетия, а не месяцы.
Новый осмотр Хабблом Нептуна показывает темный шторм, видимый в центре вверху. Появившаяся в течение южного лета, эта особенность стала четвертым и последним таинственным темным вихрем, замеченным Хабблом с 1993 года. Два других темных шторма были обнаружены космическим кораблем Вояджер 2 в 1989 году, когда он пролетал над удаленной планетой. С тех пор только Хаббл мог отследить эти неуловимые особенности, которые появились и быстро исчезли. Исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Беркли, студентом бакалавриата Эндрю Хсу, показало, что темные пятна появляются каждые четыре-шесть лет в разных широтах и исчезают примерно через два года.
Хаббл обнаружил последний шторм в сентябре 2018 года в северном полушарии Нептуна. Он растянулся примерно на 6800 миль в поперечнике.

Справа от темной черты ярко-белые «облака-компаньоны». Хаббл наблюдал похожие облака и во время предыдущих вихрей. Яркие облака образуются, когда поток окружающего воздуха отклоняется вверх по темному вихрю, вызывая замерзание газов в кристаллы метанового льда. Эти облака похожи на земные облака в форме блинчика, когда воздух перемещается над горами (хотя у Нептуна нет твердой поверхности). Длинное тонкое облако слева от темного пятна - это временное явление, которое не является частью шторма.
Образование этих бурь неясно. Но, как и Большое Красное Пятно Юпитера, темные вихри вращаются в антициклоническом направлении и, похоже, вырывают материал с более глубоких уровней атмосферы ледяного гиганта.
Наблюдения Хаббла показывают, что еще в 2016 году появлению вихря предшествовал рост облачности в регионе. Изображения показывают, что вихри развиваются глубоко в атмосфере Нептуна, становясь видимыми только тогда, когда вершина шторма достигает больших высот.
Снимок Урана, как и изображение Нептуна, показывает доминирующую особенность: обширную яркую штормовую облачную шапку через северный полюс.

Ученые считают, что эта новая особенность появилась в результате уникального вращения Урана. В отличие от любой другой планеты в Солнечной системе, Уран лежит почти на боку. Из-за этого наклона летом Солнце светит почти прямо на северный полюс и никогда не заходит. Уран сейчас приближается к середине летнего сезона, и область полярной шапки становится все более заметной. Этот полярный колпак мог образоваться в результате сезонных изменений атмосферного потока.
Рядом с краем полярной бури находится большое плотное метаново-ледяное облако, которое иногда бывает настолько ярким, что его могут сфотографировать астрономы-любители. Узкая полоса облаков окружает планету к северу от экватора. Это одна из загадок: как такие полосы ограничиваются такой узкой шириной, потому что у Урана и Нептуна есть очень широкие струи ветра, дующие на запад.
Обе планеты относятся к классу ледяных гигантов. У них нет твердой поверхности, а оболочки из водорода и гелия, окружающие богатую водой внутреннюю часть, которая, возможно, сама обернута вокруг скалистого ядра. Атмосферный метан поглощает красный свет, но позволяет сине-зеленому свету рассеиваться обратно в космос, придавая планетам голубой оттенок.
Новые снимки Нептуна и Урана взяты из программы «Наследие атмосфер внешних планет» (OPAL), длительного проекта Хаббл, который ежегодно делает глобальные карты внешней среды планет Солнечной системы, когда их орбиты ближе всего к Земле. Главные цели OPAL - изучение долгосрочных сезонных изменений, а также обнаружение временных событий, таких как появление темного пятна Нептуна. Эти темные штормы могут быть настолько быстрыми, что в прошлом некоторые из них могли появляться и исчезать во время многолетних перерывов в наблюдениях Хаббла за Нептуном. Программа OPAL гарантирует, что астрономы не пропустят следующие.
Эти изображения являются частью альбома снимков Хаббла Нептуна и Урана, которые отслеживают погодные условия на этих далеких холодных планетах. Как метеорологи не могут предсказать погоду на Земле по нескольким снимкам, так и астрономы не могут отслеживать атмосферные тенденции на планетах Солнечной системы без регулярных повторных наблюдений. Астрономы надеются, что долгосрочный мониторинг внешних планет с помощью Хаббла поможет разгадать тайны, которые существуют об этих далеких мирах.
Анализ погоды в этих мирах также поможет ученым лучше понять разнообразие и сходство атмосфер планет Солнечной системы, включая Землю.