Se observó un cambio drástico en la apariencia de Neptuno a fines de 2019 y persistió hasta junio de 2023. Como lo demuestra esta compilación de imágenes a 1,63 micrómetros (micras) obtenidas con el sistema de óptica adaptativa NIRC2 en el telescopio Keck II, se han modificado varias características de las nubes de Neptuno. en bandas episódicas desde antes de 2002 hasta finales de 2019. Después de eso, las nubes aparecieron casi ausentes excepto cerca del Polo Sur. Las imágenes se representan mediante una función Asinh que, al igual que la visualización a escala logarítmica, reduce el contraste entre las características; Si se ve en una escala lineal, solo se verán las características más brillantes. Crédito de la imagen: Imke de Pater, Erandi Chavez, Erin Redwing (UC Berkeley) / Observatorio WM Keck
Por primera vez en casi tres décadas de observaciones, las nubes vistas en Neptuno casi han desaparecido. Imágenes de 1994 a 2022 del gran planeta azul tomadas desde Maunakea en la isla de Hawái a través de la lente del Observatorio WM Keck, junto con vistas desde el espacio a través del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, muestran que las nubes casi han desaparecido a excepción del polo sur. .
Notas publicadas en la revista. Ícarotambién revela un vínculo entre la desaparición de las nubes de Neptuno y el ciclo solar, un hallazgo sorprendente dado que Neptuno es el planeta principal más alejado del Sol y recibe solo 1/900 de la luz solar que recibimos en la Tierra.
Un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de California, Berkeley, descubrió que la abundancia de nubes que normalmente se ven en las latitudes medias del gigante de hielo comenzó a desvanecerse en 2019.
«Me sorprendió lo rápido que desaparecían las nubes en Neptuno», dijo Emke de Pater, profesor emérito de astronomía en UC Berkeley y autor principal del estudio. «Básicamente, hemos visto una caída en la actividad de la nube en el transcurso de unos meses».
dijo Irandi Chavez, estudiante de posgrado en el Centro de Astrofísica de Harvard que dirigió el estudio cuando era estudiante de astronomía en UC Berkeley. «Esto es muy emocionante e inesperado, especialmente porque el período anterior a Neptuno de actividad de nubes bajas no fue tan emocionante ni largo».
Para observar la evolución de la aparición de Neptuno, Chávez y su equipo analizaron imágenes tomadas desde 1994 hasta 2022 utilizando la Cámara Infrarroja Cercana (NIRC2) del Observatorio Keck acoplada al Sistema de Óptica Adaptativa (desde 2002), así como observaciones del Observatorio Lick (2018). -2019) y un telescopio Telescopio Espacial Hubble (desde 1994).
En los últimos años, las observaciones del Observatorio Keck se han complementado con imágenes tomadas como parte del Programa de Observación de Auroras del Observatorio Keck y con imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas como parte del programa Exoplanet Atmosphere Legacy (OPAL).
Los datos revelaron un patrón interesante entre los cambios en la capa de nubes de Neptuno y el ciclo solar, el período en el que el campo magnético del sol cambia cada 11 años, lo que hace que los niveles de radiación solar fluctúen. Cuando el sol emite una radiación ultravioleta más intensa, específicamente una fuerte emisión de hidrógeno Lyman-alfa, aparecen más nubes en Neptuno después de unos dos años. El equipo también encontró una correlación positiva entre la cantidad de nubes y el brillo del gigante de hielo debido a la luz solar que se refleja en él.
«Estos datos notables nos brindan la evidencia más sólida hasta el momento de que la capa de nubes de Neptuno está relacionada con el ciclo del sol», dijo de Pater. «Nuestros hallazgos respaldan la teoría de que la radiación ultravioleta del sol, cuando es lo suficientemente fuerte, puede desencadenar una reacción fotoquímica que produce las nubes de Neptuno».
Esta secuencia de imágenes del Telescopio Espacial Hubble narra la disminución y disminución de la cantidad de cobertura de nubes en Neptuno. Este conjunto de observaciones de aproximadamente 30 años muestra que la cantidad de nubes crece exponencialmente después del pico del ciclo solar: el nivel de actividad del Sol sube y baja rítmicamente durante un período de 11 años. El nivel UV del sol se traza en el eje vertical. Se traza un ciclo de 11 años a lo largo del segmento inferior desde 1994 hasta 2022. Las observaciones del Hubble a lo largo del segmento superior demuestran claramente una relación entre la abundancia de nubes y la actividad solar máxima. Los cambios químicos son causados por la fotoquímica, que ocurre en lo alto de la atmósfera de Neptuno y toma tiempo para que se formen las nubes. Crédito: NASA, ESA, LASP, Irandi Chavez (UC Berkeley) y Emke de Pater (UC Berkeley)
La relación entre el ciclo solar y el patrón de clima nublado de Neptuno se derivó de 2,5 ciclos de actividad de nubes registrados durante 29 años de observaciones de Neptuno. Durante este tiempo, la reflectividad del planeta aumentó en 2002 (brillo máximo), luego se atenuó (brillo mínimo) en 2007, volvió a ser brillante en 2015 y luego se atenuó en 2020 al nivel más bajo jamás observado, que es cuando la mayoría de las nubes tienen desaparecido .
Los cambios en el brillo de Neptuno causados por el Sol parecen subir y bajar proporcionalmente en conjunción con el ir y venir de las nubes en el planeta.
Sin embargo, se requiere más trabajo para descifrar esta asociación debido a la complejidad de otros factores; Por ejemplo, mientras que un aumento en la luz ultravioleta del sol podría producir más nubes y neblina, también podría oscurecerlas, reduciendo así el brillo general de Neptuno. Las tormentas en Neptuno que se elevan desde la atmósfera profunda afectan la cobertura de nubes, pero no están asociadas con las nubes fotosintéticas y, por lo tanto, pueden complicar los estudios de correlación con el ciclo solar. También se necesitan observaciones continuas de Neptuno para ver cuánto durará la casi ausencia de nubes.
El descubrimiento se suma a las emocionantes observaciones de la enérgica y caótica atmósfera de tonos azules del mundo en general, que se caracteriza por nubes de metano que se arremolinan por vientos supersónicos, las velocidades de viento más rápidas registradas en cualquier lugar de nuestro sistema solar. La nave espacial Voyager 2 de la NASA tomó una de las imágenes más antiguas y sorprendentes durante su sobrevuelo de Neptuno en 1989, revelando un enorme sistema de tormentas llamado Gran Mancha Oscura. Desde entonces, se han detectado otras tormentas y puntos oscuros, en particular una gran tormenta tropical en 2017 y un gran punto oscuro en las latitudes del norte en 2018.
«Es genial poder usar telescopios en la Tierra para estudiar el clima de un mundo a más de 2.500 millones de millas de distancia», dijo Carlos Alvarez, astrónomo del Observatorio Keck y coautor del estudio. «Los avances en tecnología, así como nuestro programa de observación de auroras, nos han permitido restringir los modelos de la atmósfera de Neptuno, que son clave para comprender la relación entre el clima del gigante de hielo y el ciclo solar».
El equipo de investigación continúa rastreando la actividad de la nube de Neptune. Las últimas imágenes, tomadas en junio de 2023, se obtuvieron al mismo tiempo que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA capturó imágenes en el infrarrojo cercano y medio.
«Hemos visto más nubes en las últimas imágenes, particularmente en las latitudes del norte y en altitudes más altas, como se esperaría del aumento observado en la radiación UV solar en los últimos dos años», dijo de Pater.
Los datos recopilados de los observatorios JWST y Keck permitirán más investigaciones sobre la física y la química que conducen a la dinámica de Neptuno, lo que a su vez puede ayudar a profundizar la comprensión de los astrónomos no solo de Neptuno, sino también de los exoplanetas.
más información:
Erandi Chavez et al, La evolución de Neptuno en longitudes de onda del infrarrojo cercano de 1994 a 2022, Ícaro (2023). DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115667
La frase: Clouds on Neptune Make a Sudden Disappearance (17 de agosto de 2023) Obtenido el 17 de agosto de 2023 de https://phys.org/news/2023-08-clouds-neptune.html
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